6b1c45ced7330db7e6502493aa47df7dedd0732f
[linux-drm-fsl-dcu.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * Kernel Memory Controller
14  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
15  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
16  *
17  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
18  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
19  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
20  * (at your option) any later version.
21  *
22  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
23  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
24  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
25  * GNU General Public License for more details.
26  */
27
28 #include <linux/res_counter.h>
29 #include <linux/memcontrol.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31 #include <linux/mm.h>
32 #include <linux/hugetlb.h>
33 #include <linux/pagemap.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/page-flags.h>
36 #include <linux/backing-dev.h>
37 #include <linux/bit_spinlock.h>
38 #include <linux/rcupdate.h>
39 #include <linux/limits.h>
40 #include <linux/export.h>
41 #include <linux/mutex.h>
42 #include <linux/rbtree.h>
43 #include <linux/slab.h>
44 #include <linux/swap.h>
45 #include <linux/swapops.h>
46 #include <linux/spinlock.h>
47 #include <linux/eventfd.h>
48 #include <linux/poll.h>
49 #include <linux/sort.h>
50 #include <linux/fs.h>
51 #include <linux/seq_file.h>
52 #include <linux/vmpressure.h>
53 #include <linux/mm_inline.h>
54 #include <linux/page_cgroup.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/oom.h>
57 #include <linux/lockdep.h>
58 #include <linux/file.h>
59 #include "internal.h"
60 #include <net/sock.h>
61 #include <net/ip.h>
62 #include <net/tcp_memcontrol.h>
63 #include "slab.h"
64
65 #include <asm/uaccess.h>
66
67 #include <trace/events/vmscan.h>
68
69 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
70 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
71
72 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
73 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
74
75 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
76 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
77 int do_swap_account __read_mostly;
78
79 /* for remember boot option*/
80 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
81 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
82 #else
83 static int really_do_swap_account __initdata = 0;
84 #endif
85
86 #else
87 #define do_swap_account         0
88 #endif
89
90
91 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
92         "cache",
93         "rss",
94         "rss_huge",
95         "mapped_file",
96         "writeback",
97         "swap",
98 };
99
100 enum mem_cgroup_events_index {
101         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
102         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
103         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
104         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
105         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
106 };
107
108 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
109         "pgpgin",
110         "pgpgout",
111         "pgfault",
112         "pgmajfault",
113 };
114
115 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
116         "inactive_anon",
117         "active_anon",
118         "inactive_file",
119         "active_file",
120         "unevictable",
121 };
122
123 /*
124  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
125  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
126  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
127  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
128  */
129 enum mem_cgroup_events_target {
130         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
131         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
132         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
133         MEM_CGROUP_NTARGETS,
134 };
135 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
136 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
137 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
138
139 struct mem_cgroup_stat_cpu {
140         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
141         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
142         unsigned long nr_page_events;
143         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
144 };
145
146 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
147         /*
148          * last scanned hierarchy member. Valid only if last_dead_count
149          * matches memcg->dead_count of the hierarchy root group.
150          */
151         struct mem_cgroup *last_visited;
152         int last_dead_count;
153
154         /* scan generation, increased every round-trip */
155         unsigned int generation;
156 };
157
158 /*
159  * per-zone information in memory controller.
160  */
161 struct mem_cgroup_per_zone {
162         struct lruvec           lruvec;
163         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
164
165         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
166
167         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
168         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
169                                                 /* the soft limit is exceeded*/
170         bool                    on_tree;
171         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
172                                                 /* use container_of        */
173 };
174
175 struct mem_cgroup_per_node {
176         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
177 };
178
179 /*
180  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
181  * their hierarchy representation
182  */
183
184 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
185         struct rb_root rb_root;
186         spinlock_t lock;
187 };
188
189 struct mem_cgroup_tree_per_node {
190         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
191 };
192
193 struct mem_cgroup_tree {
194         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
195 };
196
197 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
198
199 struct mem_cgroup_threshold {
200         struct eventfd_ctx *eventfd;
201         u64 threshold;
202 };
203
204 /* For threshold */
205 struct mem_cgroup_threshold_ary {
206         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
207         int current_threshold;
208         /* Size of entries[] */
209         unsigned int size;
210         /* Array of thresholds */
211         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
212 };
213
214 struct mem_cgroup_thresholds {
215         /* Primary thresholds array */
216         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
217         /*
218          * Spare threshold array.
219          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
220          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
221          */
222         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
223 };
224
225 /* for OOM */
226 struct mem_cgroup_eventfd_list {
227         struct list_head list;
228         struct eventfd_ctx *eventfd;
229 };
230
231 /*
232  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
233  */
234 struct mem_cgroup_event {
235         /*
236          * memcg which the event belongs to.
237          */
238         struct mem_cgroup *memcg;
239         /*
240          * eventfd to signal userspace about the event.
241          */
242         struct eventfd_ctx *eventfd;
243         /*
244          * Each of these stored in a list by the cgroup.
245          */
246         struct list_head list;
247         /*
248          * register_event() callback will be used to add new userspace
249          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
250          * on eventfd to send notification to userspace.
251          */
252         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
253                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
254         /*
255          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
256          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
257          * if you want provide notification functionality.
258          */
259         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
260                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
261         /*
262          * All fields below needed to unregister event when
263          * userspace closes eventfd.
264          */
265         poll_table pt;
266         wait_queue_head_t *wqh;
267         wait_queue_t wait;
268         struct work_struct remove;
269 };
270
271 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
272 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
273
274 /*
275  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
276  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
277  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
278  * to help the administrator determine what knobs to tune.
279  *
280  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
281  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
282  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
283  * a feature that will be implemented much later in the future.
284  */
285 struct mem_cgroup {
286         struct cgroup_subsys_state css;
287         /*
288          * the counter to account for memory usage
289          */
290         struct res_counter res;
291
292         /* vmpressure notifications */
293         struct vmpressure vmpressure;
294
295         /*
296          * the counter to account for mem+swap usage.
297          */
298         struct res_counter memsw;
299
300         /*
301          * the counter to account for kernel memory usage.
302          */
303         struct res_counter kmem;
304         /*
305          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
306          */
307         bool use_hierarchy;
308         unsigned long kmem_account_flags; /* See KMEM_ACCOUNTED_*, below */
309
310         bool            oom_lock;
311         atomic_t        under_oom;
312         atomic_t        oom_wakeups;
313
314         int     swappiness;
315         /* OOM-Killer disable */
316         int             oom_kill_disable;
317
318         /* set when res.limit == memsw.limit */
319         bool            memsw_is_minimum;
320
321         /* protect arrays of thresholds */
322         struct mutex thresholds_lock;
323
324         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
325         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
326
327         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
328         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
329
330         /* For oom notifier event fd */
331         struct list_head oom_notify;
332
333         /*
334          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
335          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
336          */
337         unsigned long move_charge_at_immigrate;
338         /*
339          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
340          */
341         atomic_t        moving_account;
342         /* taken only while moving_account > 0 */
343         spinlock_t      move_lock;
344         /*
345          * percpu counter.
346          */
347         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
348         /*
349          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
350          * See mem_cgroup_read_stat().
351          */
352         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
353         spinlock_t pcp_counter_lock;
354
355         atomic_t        dead_count;
356 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
357         struct cg_proto tcp_mem;
358 #endif
359 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
360         /* analogous to slab_common's slab_caches list. per-memcg */
361         struct list_head memcg_slab_caches;
362         /* Not a spinlock, we can take a lot of time walking the list */
363         struct mutex slab_caches_mutex;
364         /* Index in the kmem_cache->memcg_params->memcg_caches array */
365         int kmemcg_id;
366 #endif
367
368         int last_scanned_node;
369 #if MAX_NUMNODES > 1
370         nodemask_t      scan_nodes;
371         atomic_t        numainfo_events;
372         atomic_t        numainfo_updating;
373 #endif
374
375         /* List of events which userspace want to receive */
376         struct list_head event_list;
377         spinlock_t event_list_lock;
378
379         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[0];
380         /* WARNING: nodeinfo must be the last member here */
381 };
382
383 /* internal only representation about the status of kmem accounting. */
384 enum {
385         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, /* accounted by this cgroup itself */
386         KMEM_ACCOUNTED_DEAD, /* dead memcg with pending kmem charges */
387 };
388
389 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
390 static inline void memcg_kmem_set_active(struct mem_cgroup *memcg)
391 {
392         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
393 }
394
395 static bool memcg_kmem_is_active(struct mem_cgroup *memcg)
396 {
397         return test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
398 }
399
400 static void memcg_kmem_mark_dead(struct mem_cgroup *memcg)
401 {
402         /*
403          * Our caller must use css_get() first, because memcg_uncharge_kmem()
404          * will call css_put() if it sees the memcg is dead.
405          */
406         smp_wmb();
407         if (test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags))
408                 set_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD, &memcg->kmem_account_flags);
409 }
410
411 static bool memcg_kmem_test_and_clear_dead(struct mem_cgroup *memcg)
412 {
413         return test_and_clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD,
414                                   &memcg->kmem_account_flags);
415 }
416 #endif
417
418 /* Stuffs for move charges at task migration. */
419 /*
420  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" and
421  * "immigrate_flags" are treated as a left-shifted bitmap of these types.
422  */
423 enum move_type {
424         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
425         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
426         NR_MOVE_TYPE,
427 };
428
429 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
430 static struct move_charge_struct {
431         spinlock_t        lock; /* for from, to */
432         struct mem_cgroup *from;
433         struct mem_cgroup *to;
434         unsigned long immigrate_flags;
435         unsigned long precharge;
436         unsigned long moved_charge;
437         unsigned long moved_swap;
438         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
439         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
440 } mc = {
441         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
442         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
443 };
444
445 static bool move_anon(void)
446 {
447         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON, &mc.immigrate_flags);
448 }
449
450 static bool move_file(void)
451 {
452         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE, &mc.immigrate_flags);
453 }
454
455 /*
456  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
457  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
458  */
459 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
460 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
461
462 enum charge_type {
463         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
464         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
465         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
466         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
467         NR_CHARGE_TYPE,
468 };
469
470 /* for encoding cft->private value on file */
471 enum res_type {
472         _MEM,
473         _MEMSWAP,
474         _OOM_TYPE,
475         _KMEM,
476 };
477
478 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
479 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
480 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
481 /* Used for OOM nofiier */
482 #define OOM_CONTROL             (0)
483
484 /*
485  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
486  */
487 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
488 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
489 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
490 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
491
492 /*
493  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
494  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
495  * appearing has to hold it as well.
496  */
497 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
498
499 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
500 {
501         return s ? container_of(s, struct mem_cgroup, css) : NULL;
502 }
503
504 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
505 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
506 {
507         if (!memcg)
508                 memcg = root_mem_cgroup;
509         return &memcg->vmpressure;
510 }
511
512 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
513 {
514         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
515 }
516
517 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
518 {
519         return (memcg == root_mem_cgroup);
520 }
521
522 /*
523  * We restrict the id in the range of [1, 65535], so it can fit into
524  * an unsigned short.
525  */
526 #define MEM_CGROUP_ID_MAX       USHRT_MAX
527
528 static inline unsigned short mem_cgroup_id(struct mem_cgroup *memcg)
529 {
530         /*
531          * The ID of the root cgroup is 0, but memcg treat 0 as an
532          * invalid ID, so we return (cgroup_id + 1).
533          */
534         return memcg->css.cgroup->id + 1;
535 }
536
537 static inline struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
538 {
539         struct cgroup_subsys_state *css;
540
541         css = css_from_id(id - 1, &memory_cgrp_subsys);
542         return mem_cgroup_from_css(css);
543 }
544
545 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
546 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
547
548 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
549 {
550         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
551                 struct mem_cgroup *memcg;
552                 struct cg_proto *cg_proto;
553
554                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
555
556                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
557                  * filled. It won't however, necessarily happen from
558                  * process context. So the test for root memcg given
559                  * the current task's memcg won't help us in this case.
560                  *
561                  * Respecting the original socket's memcg is a better
562                  * decision in this case.
563                  */
564                 if (sk->sk_cgrp) {
565                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
566                         css_get(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
567                         return;
568                 }
569
570                 rcu_read_lock();
571                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
572                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
573                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
574                     memcg_proto_active(cg_proto) && css_tryget(&memcg->css)) {
575                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
576                 }
577                 rcu_read_unlock();
578         }
579 }
580 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
581
582 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
583 {
584         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
585                 struct mem_cgroup *memcg;
586                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
587                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
588                 css_put(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
589         }
590 }
591
592 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
593 {
594         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
595                 return NULL;
596
597         return &memcg->tcp_mem;
598 }
599 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
600
601 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
602 {
603         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem))
604                 return;
605         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
606 }
607 #else
608 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
609 {
610 }
611 #endif
612
613 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
614 /*
615  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params->memcg_caches.
616  * The main reason for not using cgroup id for this:
617  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
618  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
619  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
620  *  200 entry array for that.
621  *
622  * The current size of the caches array is stored in
623  * memcg_limited_groups_array_size.  It will double each time we have to
624  * increase it.
625  */
626 static DEFINE_IDA(kmem_limited_groups);
627 int memcg_limited_groups_array_size;
628
629 /*
630  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
631  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
632  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
633  * tunable, but that is strictly not necessary.
634  *
635  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
636  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
637  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
638  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
639  * increase ours as well if it increases.
640  */
641 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
642 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
643
644 /*
645  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
646  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
647  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
648  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
649  */
650 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
651 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
652
653 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
654 {
655         if (memcg_kmem_is_active(memcg)) {
656                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
657                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg->kmemcg_id);
658         }
659         /*
660          * This check can't live in kmem destruction function,
661          * since the charges will outlive the cgroup
662          */
663         WARN_ON(res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0);
664 }
665 #else
666 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
667 {
668 }
669 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
670
671 static void disarm_static_keys(struct mem_cgroup *memcg)
672 {
673         disarm_sock_keys(memcg);
674         disarm_kmem_keys(memcg);
675 }
676
677 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
678
679 static struct mem_cgroup_per_zone *
680 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
681 {
682         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
683         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
684 }
685
686 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
687 {
688         return &memcg->css;
689 }
690
691 static struct mem_cgroup_per_zone *
692 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
693 {
694         int nid = page_to_nid(page);
695         int zid = page_zonenum(page);
696
697         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
698 }
699
700 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
701 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
702 {
703         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
704 }
705
706 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
707 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
708 {
709         int nid = page_to_nid(page);
710         int zid = page_zonenum(page);
711
712         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
713 }
714
715 static void
716 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
717                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
718                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
719                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
720 {
721         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
722         struct rb_node *parent = NULL;
723         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
724
725         if (mz->on_tree)
726                 return;
727
728         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
729         if (!mz->usage_in_excess)
730                 return;
731         while (*p) {
732                 parent = *p;
733                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
734                                         tree_node);
735                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
736                         p = &(*p)->rb_left;
737                 /*
738                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
739                  * limit by the same amount
740                  */
741                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
742                         p = &(*p)->rb_right;
743         }
744         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
745         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
746         mz->on_tree = true;
747 }
748
749 static void
750 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
751                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
752                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
753 {
754         if (!mz->on_tree)
755                 return;
756         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
757         mz->on_tree = false;
758 }
759
760 static void
761 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
762                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
763                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
764 {
765         spin_lock(&mctz->lock);
766         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
767         spin_unlock(&mctz->lock);
768 }
769
770
771 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
772 {
773         unsigned long long excess;
774         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
775         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
776         int nid = page_to_nid(page);
777         int zid = page_zonenum(page);
778         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
779
780         /*
781          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
782          * because their event counter is not touched.
783          */
784         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
785                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
786                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
787                 /*
788                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
789                  * mem is over its softlimit.
790                  */
791                 if (excess || mz->on_tree) {
792                         spin_lock(&mctz->lock);
793                         /* if on-tree, remove it */
794                         if (mz->on_tree)
795                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
796                         /*
797                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
798                          * If excess is 0, no tree ops.
799                          */
800                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
801                         spin_unlock(&mctz->lock);
802                 }
803         }
804 }
805
806 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
807 {
808         int node, zone;
809         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
810         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
811
812         for_each_node(node) {
813                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
814                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
815                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
816                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
817                 }
818         }
819 }
820
821 static struct mem_cgroup_per_zone *
822 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
823 {
824         struct rb_node *rightmost = NULL;
825         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
826
827 retry:
828         mz = NULL;
829         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
830         if (!rightmost)
831                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
832
833         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
834         /*
835          * Remove the node now but someone else can add it back,
836          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
837          * position in the tree.
838          */
839         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
840         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
841                 !css_tryget(&mz->memcg->css))
842                 goto retry;
843 done:
844         return mz;
845 }
846
847 static struct mem_cgroup_per_zone *
848 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
849 {
850         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
851
852         spin_lock(&mctz->lock);
853         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
854         spin_unlock(&mctz->lock);
855         return mz;
856 }
857
858 /*
859  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
860  *
861  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
862  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
863  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
864  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
865  *
866  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
867  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
868  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
869  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
870  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
871  *
872  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
873  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
874  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
875  * implemented.
876  */
877 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
878                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
879 {
880         long val = 0;
881         int cpu;
882
883         get_online_cpus();
884         for_each_online_cpu(cpu)
885                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
886 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
887         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
888         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
889         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
890 #endif
891         put_online_cpus();
892         return val;
893 }
894
895 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
896                                          bool charge)
897 {
898         int val = (charge) ? 1 : -1;
899         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
900 }
901
902 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
903                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
904 {
905         unsigned long val = 0;
906         int cpu;
907
908         get_online_cpus();
909         for_each_online_cpu(cpu)
910                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
911 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
912         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
913         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
914         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
915 #endif
916         put_online_cpus();
917         return val;
918 }
919
920 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
921                                          struct page *page,
922                                          bool anon, int nr_pages)
923 {
924         /*
925          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
926          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
927          */
928         if (anon)
929                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
930                                 nr_pages);
931         else
932                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
933                                 nr_pages);
934
935         if (PageTransHuge(page))
936                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
937                                 nr_pages);
938
939         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
940         if (nr_pages > 0)
941                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
942         else {
943                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
944                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
945         }
946
947         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
948 }
949
950 unsigned long
951 mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
952 {
953         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
954
955         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
956         return mz->lru_size[lru];
957 }
958
959 static unsigned long
960 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
961                         unsigned int lru_mask)
962 {
963         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
964         enum lru_list lru;
965         unsigned long ret = 0;
966
967         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
968
969         for_each_lru(lru) {
970                 if (BIT(lru) & lru_mask)
971                         ret += mz->lru_size[lru];
972         }
973         return ret;
974 }
975
976 static unsigned long
977 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
978                         int nid, unsigned int lru_mask)
979 {
980         u64 total = 0;
981         int zid;
982
983         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
984                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
985                                                 nid, zid, lru_mask);
986
987         return total;
988 }
989
990 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
991                         unsigned int lru_mask)
992 {
993         int nid;
994         u64 total = 0;
995
996         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
997                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
998         return total;
999 }
1000
1001 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
1002                                        enum mem_cgroup_events_target target)
1003 {
1004         unsigned long val, next;
1005
1006         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
1007         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
1008         /* from time_after() in jiffies.h */
1009         if ((long)next - (long)val < 0) {
1010                 switch (target) {
1011                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
1012                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
1013                         break;
1014                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
1015                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
1016                         break;
1017                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
1018                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
1019                         break;
1020                 default:
1021                         break;
1022                 }
1023                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
1024                 return true;
1025         }
1026         return false;
1027 }
1028
1029 /*
1030  * Check events in order.
1031  *
1032  */
1033 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
1034 {
1035         preempt_disable();
1036         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
1037         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1038                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
1039                 bool do_softlimit;
1040                 bool do_numainfo __maybe_unused;
1041
1042                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1043                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
1044 #if MAX_NUMNODES > 1
1045                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1046                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
1047 #endif
1048                 preempt_enable();
1049
1050                 mem_cgroup_threshold(memcg);
1051                 if (unlikely(do_softlimit))
1052                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
1053 #if MAX_NUMNODES > 1
1054                 if (unlikely(do_numainfo))
1055                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
1056 #endif
1057         } else
1058                 preempt_enable();
1059 }
1060
1061 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1062 {
1063         /*
1064          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1065          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1066          * So this can be called with p == NULL.
1067          */
1068         if (unlikely(!p))
1069                 return NULL;
1070
1071         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
1072 }
1073
1074 static struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1075 {
1076         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1077
1078         rcu_read_lock();
1079         do {
1080                 /*
1081                  * Page cache insertions can happen withou an
1082                  * actual mm context, e.g. during disk probing
1083                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
1084                  */
1085                 if (unlikely(!mm))
1086                         memcg = root_mem_cgroup;
1087                 else {
1088                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1089                         if (unlikely(!memcg))
1090                                 memcg = root_mem_cgroup;
1091                 }
1092         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1093         rcu_read_unlock();
1094         return memcg;
1095 }
1096
1097 /*
1098  * Returns a next (in a pre-order walk) alive memcg (with elevated css
1099  * ref. count) or NULL if the whole root's subtree has been visited.
1100  *
1101  * helper function to be used by mem_cgroup_iter
1102  */
1103 static struct mem_cgroup *__mem_cgroup_iter_next(struct mem_cgroup *root,
1104                 struct mem_cgroup *last_visited)
1105 {
1106         struct cgroup_subsys_state *prev_css, *next_css;
1107
1108         prev_css = last_visited ? &last_visited->css : NULL;
1109 skip_node:
1110         next_css = css_next_descendant_pre(prev_css, &root->css);
1111
1112         /*
1113          * Even if we found a group we have to make sure it is
1114          * alive. css && !memcg means that the groups should be
1115          * skipped and we should continue the tree walk.
1116          * last_visited css is safe to use because it is
1117          * protected by css_get and the tree walk is rcu safe.
1118          *
1119          * We do not take a reference on the root of the tree walk
1120          * because we might race with the root removal when it would
1121          * be the only node in the iterated hierarchy and mem_cgroup_iter
1122          * would end up in an endless loop because it expects that at
1123          * least one valid node will be returned. Root cannot disappear
1124          * because caller of the iterator should hold it already so
1125          * skipping css reference should be safe.
1126          */
1127         if (next_css) {
1128                 if ((next_css == &root->css) ||
1129                     ((next_css->flags & CSS_ONLINE) && css_tryget(next_css)))
1130                         return mem_cgroup_from_css(next_css);
1131
1132                 prev_css = next_css;
1133                 goto skip_node;
1134         }
1135
1136         return NULL;
1137 }
1138
1139 static void mem_cgroup_iter_invalidate(struct mem_cgroup *root)
1140 {
1141         /*
1142          * When a group in the hierarchy below root is destroyed, the
1143          * hierarchy iterator can no longer be trusted since it might
1144          * have pointed to the destroyed group.  Invalidate it.
1145          */
1146         atomic_inc(&root->dead_count);
1147 }
1148
1149 static struct mem_cgroup *
1150 mem_cgroup_iter_load(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1151                      struct mem_cgroup *root,
1152                      int *sequence)
1153 {
1154         struct mem_cgroup *position = NULL;
1155         /*
1156          * A cgroup destruction happens in two stages: offlining and
1157          * release.  They are separated by a RCU grace period.
1158          *
1159          * If the iterator is valid, we may still race with an
1160          * offlining.  The RCU lock ensures the object won't be
1161          * released, tryget will fail if we lost the race.
1162          */
1163         *sequence = atomic_read(&root->dead_count);
1164         if (iter->last_dead_count == *sequence) {
1165                 smp_rmb();
1166                 position = iter->last_visited;
1167
1168                 /*
1169                  * We cannot take a reference to root because we might race
1170                  * with root removal and returning NULL would end up in
1171                  * an endless loop on the iterator user level when root
1172                  * would be returned all the time.
1173                  */
1174                 if (position && position != root &&
1175                                 !css_tryget(&position->css))
1176                         position = NULL;
1177         }
1178         return position;
1179 }
1180
1181 static void mem_cgroup_iter_update(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1182                                    struct mem_cgroup *last_visited,
1183                                    struct mem_cgroup *new_position,
1184                                    struct mem_cgroup *root,
1185                                    int sequence)
1186 {
1187         /* root reference counting symmetric to mem_cgroup_iter_load */
1188         if (last_visited && last_visited != root)
1189                 css_put(&last_visited->css);
1190         /*
1191          * We store the sequence count from the time @last_visited was
1192          * loaded successfully instead of rereading it here so that we
1193          * don't lose destruction events in between.  We could have
1194          * raced with the destruction of @new_position after all.
1195          */
1196         iter->last_visited = new_position;
1197         smp_wmb();
1198         iter->last_dead_count = sequence;
1199 }
1200
1201 /**
1202  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1203  * @root: hierarchy root
1204  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1205  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1206  *
1207  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1208  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1209  *
1210  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1211  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1212  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1213  *
1214  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
1215  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1216  * reclaimers operating on the same zone and priority.
1217  */
1218 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1219                                    struct mem_cgroup *prev,
1220                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1221 {
1222         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1223         struct mem_cgroup *last_visited = NULL;
1224
1225         if (mem_cgroup_disabled())
1226                 return NULL;
1227
1228         if (!root)
1229                 root = root_mem_cgroup;
1230
1231         if (prev && !reclaim)
1232                 last_visited = prev;
1233
1234         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1235                 if (prev)
1236                         goto out_css_put;
1237                 return root;
1238         }
1239
1240         rcu_read_lock();
1241         while (!memcg) {
1242                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1243                 int uninitialized_var(seq);
1244
1245                 if (reclaim) {
1246                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
1247                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
1248                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1249
1250                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
1251                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
1252                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation) {
1253                                 iter->last_visited = NULL;
1254                                 goto out_unlock;
1255                         }
1256
1257                         last_visited = mem_cgroup_iter_load(iter, root, &seq);
1258                 }
1259
1260                 memcg = __mem_cgroup_iter_next(root, last_visited);
1261
1262                 if (reclaim) {
1263                         mem_cgroup_iter_update(iter, last_visited, memcg, root,
1264                                         seq);
1265
1266                         if (!memcg)
1267                                 iter->generation++;
1268                         else if (!prev && memcg)
1269                                 reclaim->generation = iter->generation;
1270                 }
1271
1272                 if (prev && !memcg)
1273                         goto out_unlock;
1274         }
1275 out_unlock:
1276         rcu_read_unlock();
1277 out_css_put:
1278         if (prev && prev != root)
1279                 css_put(&prev->css);
1280
1281         return memcg;
1282 }
1283
1284 /**
1285  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1286  * @root: hierarchy root
1287  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1288  */
1289 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1290                            struct mem_cgroup *prev)
1291 {
1292         if (!root)
1293                 root = root_mem_cgroup;
1294         if (prev && prev != root)
1295                 css_put(&prev->css);
1296 }
1297
1298 /*
1299  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1300  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1301  * be used for reference counting.
1302  */
1303 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1304         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1305              iter != NULL;                              \
1306              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1307
1308 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1309         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1310              iter != NULL;                              \
1311              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1312
1313 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1314 {
1315         struct mem_cgroup *memcg;
1316
1317         rcu_read_lock();
1318         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1319         if (unlikely(!memcg))
1320                 goto out;
1321
1322         switch (idx) {
1323         case PGFAULT:
1324                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1325                 break;
1326         case PGMAJFAULT:
1327                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1328                 break;
1329         default:
1330                 BUG();
1331         }
1332 out:
1333         rcu_read_unlock();
1334 }
1335 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1336
1337 /**
1338  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1339  * @zone: zone of the wanted lruvec
1340  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1341  *
1342  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1343  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1344  * is disabled.
1345  */
1346 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1347                                       struct mem_cgroup *memcg)
1348 {
1349         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1350         struct lruvec *lruvec;
1351
1352         if (mem_cgroup_disabled()) {
1353                 lruvec = &zone->lruvec;
1354                 goto out;
1355         }
1356
1357         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1358         lruvec = &mz->lruvec;
1359 out:
1360         /*
1361          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1362          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1363          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1364          */
1365         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1366                 lruvec->zone = zone;
1367         return lruvec;
1368 }
1369
1370 /*
1371  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1372  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1373  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1374  *
1375  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1376  * 1. charge
1377  * 2. moving account
1378  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1379  * It is added to LRU before charge.
1380  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1381  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1382  */
1383
1384 /**
1385  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1386  * @page: the page
1387  * @zone: zone of the page
1388  */
1389 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1390 {
1391         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1392         struct mem_cgroup *memcg;
1393         struct page_cgroup *pc;
1394         struct lruvec *lruvec;
1395
1396         if (mem_cgroup_disabled()) {
1397                 lruvec = &zone->lruvec;
1398                 goto out;
1399         }
1400
1401         pc = lookup_page_cgroup(page);
1402         memcg = pc->mem_cgroup;
1403
1404         /*
1405          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1406          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1407          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1408          *
1409          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1410          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1411          * of pc->mem_cgroup safe.
1412          */
1413         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1414                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1415
1416         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1417         lruvec = &mz->lruvec;
1418 out:
1419         /*
1420          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1421          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1422          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1423          */
1424         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1425                 lruvec->zone = zone;
1426         return lruvec;
1427 }
1428
1429 /**
1430  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1431  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1432  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1433  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1434  *
1435  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1436  * lru list.
1437  */
1438 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1439                                 int nr_pages)
1440 {
1441         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1442         unsigned long *lru_size;
1443
1444         if (mem_cgroup_disabled())
1445                 return;
1446
1447         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1448         lru_size = mz->lru_size + lru;
1449         *lru_size += nr_pages;
1450         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1451 }
1452
1453 /*
1454  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1455  * hierarchy subtree
1456  */
1457 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1458                                   struct mem_cgroup *memcg)
1459 {
1460         if (root_memcg == memcg)
1461                 return true;
1462         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1463                 return false;
1464         return cgroup_is_descendant(memcg->css.cgroup, root_memcg->css.cgroup);
1465 }
1466
1467 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1468                                        struct mem_cgroup *memcg)
1469 {
1470         bool ret;
1471
1472         rcu_read_lock();
1473         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1474         rcu_read_unlock();
1475         return ret;
1476 }
1477
1478 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task,
1479                         const struct mem_cgroup *memcg)
1480 {
1481         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1482         struct task_struct *p;
1483         bool ret;
1484
1485         p = find_lock_task_mm(task);
1486         if (p) {
1487                 curr = get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1488                 task_unlock(p);
1489         } else {
1490                 /*
1491                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1492                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1493                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1494                  */
1495                 rcu_read_lock();
1496                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1497                 if (curr)
1498                         css_get(&curr->css);
1499                 rcu_read_unlock();
1500         }
1501         /*
1502          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1503          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1504          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1505          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1506          */
1507         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1508         css_put(&curr->css);
1509         return ret;
1510 }
1511
1512 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1513 {
1514         unsigned long inactive_ratio;
1515         unsigned long inactive;
1516         unsigned long active;
1517         unsigned long gb;
1518
1519         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1520         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1521
1522         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1523         if (gb)
1524                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1525         else
1526                 inactive_ratio = 1;
1527
1528         return inactive * inactive_ratio < active;
1529 }
1530
1531 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1532         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1533
1534 /**
1535  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1536  * @memcg: the memory cgroup
1537  *
1538  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1539  * pages.
1540  */
1541 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1542 {
1543         unsigned long long margin;
1544
1545         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1546         if (do_swap_account)
1547                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1548         return margin >> PAGE_SHIFT;
1549 }
1550
1551 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1552 {
1553         /* root ? */
1554         if (!css_parent(&memcg->css))
1555                 return vm_swappiness;
1556
1557         return memcg->swappiness;
1558 }
1559
1560 /*
1561  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1562  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1563  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1564  * rcu_read_lock(), like this:
1565  *
1566  *         CPU-A                                    CPU-B
1567  *                                              rcu_read_lock()
1568  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1569  *                                                   take heavy locks.
1570  *         synchronize_rcu()                    update something.
1571  *                                              rcu_read_unlock()
1572  *         start move here.
1573  */
1574
1575 /* for quick checking without looking up memcg */
1576 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1577
1578 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1579 {
1580         atomic_inc(&memcg_moving);
1581         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1582         synchronize_rcu();
1583 }
1584
1585 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1586 {
1587         /*
1588          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1589          * We check NULL in callee rather than caller.
1590          */
1591         if (memcg) {
1592                 atomic_dec(&memcg_moving);
1593                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1594         }
1595 }
1596
1597 /*
1598  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1599  *
1600  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1601  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1602  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1603  *
1604  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1605  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1606  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1607  */
1608
1609 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1610 {
1611         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1612         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1613 }
1614
1615 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1616 {
1617         struct mem_cgroup *from;
1618         struct mem_cgroup *to;
1619         bool ret = false;
1620         /*
1621          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1622          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1623          */
1624         spin_lock(&mc.lock);
1625         from = mc.from;
1626         to = mc.to;
1627         if (!from)
1628                 goto unlock;
1629
1630         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1631                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1632 unlock:
1633         spin_unlock(&mc.lock);
1634         return ret;
1635 }
1636
1637 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1638 {
1639         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1640                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1641                         DEFINE_WAIT(wait);
1642                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1643                         /* moving charge context might have finished. */
1644                         if (mc.moving_task)
1645                                 schedule();
1646                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1647                         return true;
1648                 }
1649         }
1650         return false;
1651 }
1652
1653 /*
1654  * Take this lock when
1655  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1656  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1657  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1658  */
1659 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1660                                   unsigned long *flags)
1661 {
1662         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1663 }
1664
1665 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1666                                 unsigned long *flags)
1667 {
1668         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1669 }
1670
1671 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1672 /**
1673  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1674  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1675  * @p: Task that is going to be killed
1676  *
1677  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1678  * enabled
1679  */
1680 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1681 {
1682         /* oom_info_lock ensures that parallel ooms do not interleave */
1683         static DEFINE_MUTEX(oom_info_lock);
1684         struct mem_cgroup *iter;
1685         unsigned int i;
1686
1687         if (!p)
1688                 return;
1689
1690         mutex_lock(&oom_info_lock);
1691         rcu_read_lock();
1692
1693         pr_info("Task in ");
1694         pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1695         pr_info(" killed as a result of limit of ");
1696         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1697         pr_info("\n");
1698
1699         rcu_read_unlock();
1700
1701         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1702                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1703                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1704                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1705         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1706                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1707                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1708                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1709         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1710                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) >> 10,
1711                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_LIMIT) >> 10,
1712                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_FAILCNT));
1713
1714         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1715                 pr_info("Memory cgroup stats for ");
1716                 pr_cont_cgroup_path(iter->css.cgroup);
1717                 pr_cont(":");
1718
1719                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1720                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1721                                 continue;
1722                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1723                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1724                 }
1725
1726                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1727                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1728                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1729
1730                 pr_cont("\n");
1731         }
1732         mutex_unlock(&oom_info_lock);
1733 }
1734
1735 /*
1736  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1737  * 1(self count) if no children.
1738  */
1739 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1740 {
1741         int num = 0;
1742         struct mem_cgroup *iter;
1743
1744         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1745                 num++;
1746         return num;
1747 }
1748
1749 /*
1750  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1751  */
1752 static u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1753 {
1754         u64 limit;
1755
1756         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1757
1758         /*
1759          * Do not consider swap space if we cannot swap due to swappiness
1760          */
1761         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1762                 u64 memsw;
1763
1764                 limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1765                 memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1766
1767                 /*
1768                  * If memsw is finite and limits the amount of swap space
1769                  * available to this memcg, return that limit.
1770                  */
1771                 limit = min(limit, memsw);
1772         }
1773
1774         return limit;
1775 }
1776
1777 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1778                                      int order)
1779 {
1780         struct mem_cgroup *iter;
1781         unsigned long chosen_points = 0;
1782         unsigned long totalpages;
1783         unsigned int points = 0;
1784         struct task_struct *chosen = NULL;
1785
1786         /*
1787          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1788          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1789          * quickly exit and free its memory.
1790          */
1791         if (fatal_signal_pending(current) || current->flags & PF_EXITING) {
1792                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1793                 return;
1794         }
1795
1796         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1797         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) >> PAGE_SHIFT ? : 1;
1798         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1799                 struct css_task_iter it;
1800                 struct task_struct *task;
1801
1802                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
1803                 while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1804                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1805                                                         false)) {
1806                         case OOM_SCAN_SELECT:
1807                                 if (chosen)
1808                                         put_task_struct(chosen);
1809                                 chosen = task;
1810                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1811                                 get_task_struct(chosen);
1812                                 /* fall through */
1813                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1814                                 continue;
1815                         case OOM_SCAN_ABORT:
1816                                 css_task_iter_end(&it);
1817                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1818                                 if (chosen)
1819                                         put_task_struct(chosen);
1820                                 return;
1821                         case OOM_SCAN_OK:
1822                                 break;
1823                         };
1824                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1825                         if (!points || points < chosen_points)
1826                                 continue;
1827                         /* Prefer thread group leaders for display purposes */
1828                         if (points == chosen_points &&
1829                             thread_group_leader(chosen))
1830                                 continue;
1831
1832                         if (chosen)
1833                                 put_task_struct(chosen);
1834                         chosen = task;
1835                         chosen_points = points;
1836                         get_task_struct(chosen);
1837                 }
1838                 css_task_iter_end(&it);
1839         }
1840
1841         if (!chosen)
1842                 return;
1843         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1844         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1845                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1846 }
1847
1848 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1849                                         gfp_t gfp_mask,
1850                                         unsigned long flags)
1851 {
1852         unsigned long total = 0;
1853         bool noswap = false;
1854         int loop;
1855
1856         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1857                 noswap = true;
1858         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1859                 noswap = true;
1860
1861         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1862                 if (loop)
1863                         drain_all_stock_async(memcg);
1864                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1865                 /*
1866                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1867                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1868                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1869                  */
1870                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1871                         break;
1872                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1873                         break;
1874                 /*
1875                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1876                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1877                  */
1878                 if (loop && !total)
1879                         break;
1880         }
1881         return total;
1882 }
1883
1884 /**
1885  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1886  * @memcg: the target memcg
1887  * @nid: the node ID to be checked.
1888  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1889  *
1890  * This function returns whether the specified memcg contains any
1891  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1892  * pages in the node.
1893  */
1894 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1895                 int nid, bool noswap)
1896 {
1897         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1898                 return true;
1899         if (noswap || !total_swap_pages)
1900                 return false;
1901         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1902                 return true;
1903         return false;
1904
1905 }
1906 #if MAX_NUMNODES > 1
1907
1908 /*
1909  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1910  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1911  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1912  *
1913  */
1914 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1915 {
1916         int nid;
1917         /*
1918          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1919          * pagein/pageout changes since the last update.
1920          */
1921         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1922                 return;
1923         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1924                 return;
1925
1926         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1927         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1928
1929         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1930
1931                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1932                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1933         }
1934
1935         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1936         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1937 }
1938
1939 /*
1940  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1941  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1942  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1943  *
1944  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1945  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1946  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1947  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1948  *
1949  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1950  */
1951 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1952 {
1953         int node;
1954
1955         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1956         node = memcg->last_scanned_node;
1957
1958         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1959         if (node == MAX_NUMNODES)
1960                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1961         /*
1962          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1963          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1964          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1965          * we use curret node.
1966          */
1967         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1968                 node = numa_node_id();
1969
1970         memcg->last_scanned_node = node;
1971         return node;
1972 }
1973
1974 /*
1975  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1976  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1977  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1978  * enough new information. We need to do double check.
1979  */
1980 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1981 {
1982         int nid;
1983
1984         /*
1985          * quick check...making use of scan_node.
1986          * We can skip unused nodes.
1987          */
1988         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1989                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1990                      nid < MAX_NUMNODES;
1991                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1992
1993                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1994                                 return true;
1995                 }
1996         }
1997         /*
1998          * Check rest of nodes.
1999          */
2000         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2001                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
2002                         continue;
2003                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
2004                         return true;
2005         }
2006         return false;
2007 }
2008
2009 #else
2010 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
2011 {
2012         return 0;
2013 }
2014
2015 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
2016 {
2017         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
2018 }
2019 #endif
2020
2021 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
2022                                    struct zone *zone,
2023                                    gfp_t gfp_mask,
2024                                    unsigned long *total_scanned)
2025 {
2026         struct mem_cgroup *victim = NULL;
2027         int total = 0;
2028         int loop = 0;
2029         unsigned long excess;
2030         unsigned long nr_scanned;
2031         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
2032                 .zone = zone,
2033                 .priority = 0,
2034         };
2035
2036         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
2037
2038         while (1) {
2039                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
2040                 if (!victim) {
2041                         loop++;
2042                         if (loop >= 2) {
2043                                 /*
2044                                  * If we have not been able to reclaim
2045                                  * anything, it might because there are
2046                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
2047                                  */
2048                                 if (!total)
2049                                         break;
2050                                 /*
2051                                  * We want to do more targeted reclaim.
2052                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
2053                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
2054                                  * coming back to reclaim from this cgroup
2055                                  */
2056                                 if (total >= (excess >> 2) ||
2057                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
2058                                         break;
2059                         }
2060                         continue;
2061                 }
2062                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
2063                         continue;
2064                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
2065                                                      zone, &nr_scanned);
2066                 *total_scanned += nr_scanned;
2067                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
2068                         break;
2069         }
2070         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
2071         return total;
2072 }
2073
2074 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
2075 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
2076         .name = "memcg_oom_lock",
2077 };
2078 #endif
2079
2080 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
2081
2082 /*
2083  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
2084  * If someone is running, return false.
2085  */
2086 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
2087 {
2088         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
2089
2090         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2091
2092         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2093                 if (iter->oom_lock) {
2094                         /*
2095                          * this subtree of our hierarchy is already locked
2096                          * so we cannot give a lock.
2097                          */
2098                         failed = iter;
2099                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2100                         break;
2101                 } else
2102                         iter->oom_lock = true;
2103         }
2104
2105         if (failed) {
2106                 /*
2107                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
2108                  * to clean up what we set up to the failing subtree
2109                  */
2110                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2111                         if (iter == failed) {
2112                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2113                                 break;
2114                         }
2115                         iter->oom_lock = false;
2116                 }
2117         } else
2118                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
2119
2120         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2121
2122         return !failed;
2123 }
2124
2125 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
2126 {
2127         struct mem_cgroup *iter;
2128
2129         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2130         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
2131         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2132                 iter->oom_lock = false;
2133         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2134 }
2135
2136 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2137 {
2138         struct mem_cgroup *iter;
2139
2140         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2141                 atomic_inc(&iter->under_oom);
2142 }
2143
2144 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2145 {
2146         struct mem_cgroup *iter;
2147
2148         /*
2149          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
2150          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
2151          * atomic_add_unless() here.
2152          */
2153         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2154                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
2155 }
2156
2157 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
2158
2159 struct oom_wait_info {
2160         struct mem_cgroup *memcg;
2161         wait_queue_t    wait;
2162 };
2163
2164 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
2165         unsigned mode, int sync, void *arg)
2166 {
2167         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
2168         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
2169         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
2170
2171         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
2172         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
2173
2174         /*
2175          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
2176          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
2177          */
2178         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
2179                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
2180                 return 0;
2181         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
2182 }
2183
2184 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2185 {
2186         atomic_inc(&memcg->oom_wakeups);
2187         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
2188         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
2189 }
2190
2191 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
2192 {
2193         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
2194                 memcg_wakeup_oom(memcg);
2195 }
2196
2197 static void mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
2198 {
2199         if (!current->memcg_oom.may_oom)
2200                 return;
2201         /*
2202          * We are in the middle of the charge context here, so we
2203          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
2204          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
2205          *
2206          * Also, the caller may handle a failed allocation gracefully
2207          * (like optional page cache readahead) and so an OOM killer
2208          * invocation might not even be necessary.
2209          *
2210          * That's why we don't do anything here except remember the
2211          * OOM context and then deal with it at the end of the page
2212          * fault when the stack is unwound, the locks are released,
2213          * and when we know whether the fault was overall successful.
2214          */
2215         css_get(&memcg->css);
2216         current->memcg_oom.memcg = memcg;
2217         current->memcg_oom.gfp_mask = mask;
2218         current->memcg_oom.order = order;
2219 }
2220
2221 /**
2222  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
2223  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
2224  *
2225  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
2226  * handler was enabled.
2227  *
2228  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
2229  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
2230  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
2231  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
2232  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
2233  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
2234  *
2235  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
2236  * completed, %false otherwise.
2237  */
2238 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
2239 {
2240         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_oom.memcg;
2241         struct oom_wait_info owait;
2242         bool locked;
2243
2244         /* OOM is global, do not handle */
2245         if (!memcg)
2246                 return false;
2247
2248         if (!handle)
2249                 goto cleanup;
2250
2251         owait.memcg = memcg;
2252         owait.wait.flags = 0;
2253         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2254         owait.wait.private = current;
2255         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
2256
2257         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2258         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2259
2260         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
2261
2262         if (locked)
2263                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2264
2265         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
2266                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2267                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2268                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom.gfp_mask,
2269                                          current->memcg_oom.order);
2270         } else {
2271                 schedule();
2272                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2273                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2274         }
2275
2276         if (locked) {
2277                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2278                 /*
2279                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
2280                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
2281                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
2282                  */
2283                 memcg_oom_recover(memcg);
2284         }
2285 cleanup:
2286         current->memcg_oom.memcg = NULL;
2287         css_put(&memcg->css);
2288         return true;
2289 }
2290
2291 /*
2292  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
2293  * generalized to update other statistics as well.
2294  *
2295  * Notes: Race condition
2296  *
2297  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
2298  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
2299  * to do so _always_.
2300  *
2301  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
2302  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
2303  * are no race with "charge".
2304  *
2305  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
2306  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
2307  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
2308  * by flags.
2309  *
2310  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
2311  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
2312  * If there is, we take a lock.
2313  */
2314
2315 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
2316                                 bool *locked, unsigned long *flags)
2317 {
2318         struct mem_cgroup *memcg;
2319         struct page_cgroup *pc;
2320
2321         pc = lookup_page_cgroup(page);
2322 again:
2323         memcg = pc->mem_cgroup;
2324         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2325                 return;
2326         /*
2327          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
2328          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
2329          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
2330          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
2331          */
2332         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
2333                 return;
2334
2335         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2336         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2337                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2338                 goto again;
2339         }
2340         *locked = true;
2341 }
2342
2343 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
2344 {
2345         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2346
2347         /*
2348          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
2349          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
2350          * should take move_lock_mem_cgroup().
2351          */
2352         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
2353 }
2354
2355 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
2356                                  enum mem_cgroup_stat_index idx, int val)
2357 {
2358         struct mem_cgroup *memcg;
2359         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2360         unsigned long uninitialized_var(flags);
2361
2362         if (mem_cgroup_disabled())
2363                 return;
2364
2365         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
2366         memcg = pc->mem_cgroup;
2367         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2368                 return;
2369
2370         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2371 }
2372
2373 /*
2374  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2375  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2376  */
2377 #define CHARGE_BATCH    32U
2378 struct memcg_stock_pcp {
2379         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2380         unsigned int nr_pages;
2381         struct work_struct work;
2382         unsigned long flags;
2383 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2384 };
2385 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2386 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2387
2388 /**
2389  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2390  * @memcg: memcg to consume from.
2391  * @nr_pages: how many pages to charge.
2392  *
2393  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2394  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2395  * service an allocation will refill the stock.
2396  *
2397  * returns true if successful, false otherwise.
2398  */
2399 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2400 {
2401         struct memcg_stock_pcp *stock;
2402         bool ret = true;
2403
2404         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2405                 return false;
2406
2407         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2408         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages)
2409                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2410         else /* need to call res_counter_charge */
2411                 ret = false;
2412         put_cpu_var(memcg_stock);
2413         return ret;
2414 }
2415
2416 /*
2417  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2418  */
2419 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2420 {
2421         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2422
2423         if (stock->nr_pages) {
2424                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2425
2426                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2427                 if (do_swap_account)
2428                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2429                 stock->nr_pages = 0;
2430         }
2431         stock->cached = NULL;
2432 }
2433
2434 /*
2435  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2436  * a thread which is pinned to local cpu.
2437  */
2438 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2439 {
2440         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2441         drain_stock(stock);
2442         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2443 }
2444
2445 static void __init memcg_stock_init(void)
2446 {
2447         int cpu;
2448
2449         for_each_possible_cpu(cpu) {
2450                 struct memcg_stock_pcp *stock =
2451                                         &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2452                 INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
2453         }
2454 }
2455
2456 /*
2457  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2458  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2459  */
2460 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2461 {
2462         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2463
2464         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2465                 drain_stock(stock);
2466                 stock->cached = memcg;
2467         }
2468         stock->nr_pages += nr_pages;
2469         put_cpu_var(memcg_stock);
2470 }
2471
2472 /*
2473  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2474  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2475  * until the work is done.
2476  */
2477 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2478 {
2479         int cpu, curcpu;
2480
2481         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2482         get_online_cpus();
2483         curcpu = get_cpu();
2484         for_each_online_cpu(cpu) {
2485                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2486                 struct mem_cgroup *memcg;
2487
2488                 memcg = stock->cached;
2489                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2490                         continue;
2491                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2492                         continue;
2493                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2494                         if (cpu == curcpu)
2495                                 drain_local_stock(&stock->work);
2496                         else
2497                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2498                 }
2499         }
2500         put_cpu();
2501
2502         if (!sync)
2503                 goto out;
2504
2505         for_each_online_cpu(cpu) {
2506                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2507                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2508                         flush_work(&stock->work);
2509         }
2510 out:
2511         put_online_cpus();
2512 }
2513
2514 /*
2515  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2516  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2517  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2518  * it.
2519  */
2520 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2521 {
2522         /*
2523          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2524          */
2525         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2526                 return;
2527         drain_all_stock(root_memcg, false);
2528         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2529 }
2530
2531 /* This is a synchronous drain interface. */
2532 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2533 {
2534         /* called when force_empty is called */
2535         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2536         drain_all_stock(root_memcg, true);
2537         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2538 }
2539
2540 /*
2541  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2542  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2543  */
2544 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2545 {
2546         int i;
2547
2548         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2549         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2550                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2551
2552                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2553                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2554         }
2555         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2556                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2557
2558                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2559                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2560         }
2561         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2562 }
2563
2564 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2565                                         unsigned long action,
2566                                         void *hcpu)
2567 {
2568         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2569         struct memcg_stock_pcp *stock;
2570         struct mem_cgroup *iter;
2571
2572         if (action == CPU_ONLINE)
2573                 return NOTIFY_OK;
2574
2575         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2576                 return NOTIFY_OK;
2577
2578         for_each_mem_cgroup(iter)
2579                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2580
2581         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2582         drain_stock(stock);
2583         return NOTIFY_OK;
2584 }
2585
2586
2587 /* See mem_cgroup_try_charge() for details */
2588 enum {
2589         CHARGE_OK,              /* success */
2590         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2591         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2592         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2593 };
2594
2595 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2596                                 unsigned int nr_pages, unsigned int min_pages,
2597                                 bool invoke_oom)
2598 {
2599         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2600         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2601         struct res_counter *fail_res;
2602         unsigned long flags = 0;
2603         int ret;
2604
2605         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2606
2607         if (likely(!ret)) {
2608                 if (!do_swap_account)
2609                         return CHARGE_OK;
2610                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2611                 if (likely(!ret))
2612                         return CHARGE_OK;
2613
2614                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2615                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2616                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2617         } else
2618                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2619         /*
2620          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2621          * single page instead.
2622          */
2623         if (nr_pages > min_pages)
2624                 return CHARGE_RETRY;
2625
2626         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2627                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2628
2629         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2630                 return CHARGE_NOMEM;
2631
2632         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2633         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2634                 return CHARGE_RETRY;
2635         /*
2636          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2637          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2638          * before killing the task.
2639          *
2640          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2641          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2642          * to regular pages anyway in case of failure.
2643          */
2644         if (nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) && ret)
2645                 return CHARGE_RETRY;
2646
2647         /*
2648          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2649          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2650          */
2651         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2652                 return CHARGE_RETRY;
2653
2654         if (invoke_oom)
2655                 mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize));
2656
2657         return CHARGE_NOMEM;
2658 }
2659
2660 /**
2661  * mem_cgroup_try_charge - try charging a memcg
2662  * @memcg: memcg to charge
2663  * @nr_pages: number of pages to charge
2664  * @oom: trigger OOM if reclaim fails
2665  *
2666  * Returns 0 if @memcg was charged successfully, -EINTR if the charge
2667  * was bypassed to root_mem_cgroup, and -ENOMEM if the charge failed.
2668  */
2669 static int mem_cgroup_try_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2670                                  gfp_t gfp_mask,
2671                                  unsigned int nr_pages,
2672                                  bool oom)
2673 {
2674         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2675         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2676         int ret;
2677
2678         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2679                 goto done;
2680         /*
2681          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2682          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2683          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2684          * free their memory.
2685          */
2686         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
2687                      fatal_signal_pending(current) ||
2688                      current->flags & PF_EXITING))
2689                 goto bypass;
2690
2691         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2692                 goto nomem;
2693
2694         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2695                 oom = false;
2696 again:
2697         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2698                 goto done;
2699
2700         do {
2701                 bool invoke_oom = oom && !nr_oom_retries;
2702
2703                 /* If killed, bypass charge */
2704                 if (fatal_signal_pending(current))
2705                         goto bypass;
2706
2707                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch,
2708                                            nr_pages, invoke_oom);
2709                 switch (ret) {
2710                 case CHARGE_OK:
2711                         break;
2712                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2713                         batch = nr_pages;
2714                         goto again;
2715                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2716                         goto nomem;
2717                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2718                         if (!oom || invoke_oom)
2719                                 goto nomem;
2720                         nr_oom_retries--;
2721                         break;
2722                 }
2723         } while (ret != CHARGE_OK);
2724
2725         if (batch > nr_pages)
2726                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2727 done:
2728         return 0;
2729 nomem:
2730         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2731                 return -ENOMEM;
2732 bypass:
2733         return -EINTR;
2734 }
2735
2736 /**
2737  * mem_cgroup_try_charge_mm - try charging a mm
2738  * @mm: mm_struct to charge
2739  * @nr_pages: number of pages to charge
2740  * @oom: trigger OOM if reclaim fails
2741  *
2742  * Returns the charged mem_cgroup associated with the given mm_struct or
2743  * NULL the charge failed.
2744  */
2745 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_try_charge_mm(struct mm_struct *mm,
2746                                  gfp_t gfp_mask,
2747                                  unsigned int nr_pages,
2748                                  bool oom)
2749
2750 {
2751         struct mem_cgroup *memcg;
2752         int ret;
2753
2754         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
2755         ret = mem_cgroup_try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages, oom);
2756         css_put(&memcg->css);
2757         if (ret == -EINTR)
2758                 memcg = root_mem_cgroup;
2759         else if (ret)
2760                 memcg = NULL;
2761
2762         return memcg;
2763 }
2764
2765 /*
2766  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2767  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2768  * gotten by try_charge().
2769  */
2770 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2771                                        unsigned int nr_pages)
2772 {
2773         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2774                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2775
2776                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2777                 if (do_swap_account)
2778                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2779         }
2780 }
2781
2782 /*
2783  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2784  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2785  */
2786 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2787                                         unsigned int nr_pages)
2788 {
2789         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2790
2791         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2792                 return;
2793
2794         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2795         if (do_swap_account)
2796                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2797                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2798 }
2799
2800 /*
2801  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2802  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling css_tryget if
2803  * the mem_cgroup is used for charging. (dropping refcnt from swap can be
2804  * called against removed memcg.)
2805  */
2806 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2807 {
2808         /* ID 0 is unused ID */
2809         if (!id)
2810                 return NULL;
2811         return mem_cgroup_from_id(id);
2812 }
2813
2814 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2815 {
2816         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2817         struct page_cgroup *pc;
2818         unsigned short id;
2819         swp_entry_t ent;
2820
2821         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
2822
2823         pc = lookup_page_cgroup(page);
2824         lock_page_cgroup(pc);
2825         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2826                 memcg = pc->mem_cgroup;
2827                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2828                         memcg = NULL;
2829         } else if (PageSwapCache(page)) {
2830                 ent.val = page_private(page);
2831                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2832                 rcu_read_lock();
2833                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2834                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2835                         memcg = NULL;
2836                 rcu_read_unlock();
2837         }
2838         unlock_page_cgroup(pc);
2839         return memcg;
2840 }
2841
2842 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2843                                        struct page *page,
2844                                        unsigned int nr_pages,
2845                                        enum charge_type ctype,
2846                                        bool lrucare)
2847 {
2848         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2849         struct zone *uninitialized_var(zone);
2850         struct lruvec *lruvec;
2851         bool was_on_lru = false;
2852         bool anon;
2853
2854         lock_page_cgroup(pc);
2855         VM_BUG_ON_PAGE(PageCgroupUsed(pc), page);
2856         /*
2857          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2858          * accessed by any other context at this point.
2859          */
2860
2861         /*
2862          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2863          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2864          */
2865         if (lrucare) {
2866                 zone = page_zone(page);
2867                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2868                 if (PageLRU(page)) {
2869                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2870                         ClearPageLRU(page);
2871                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2872                         was_on_lru = true;
2873                 }
2874         }
2875
2876         pc->mem_cgroup = memcg;
2877         /*
2878          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2879          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2880          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2881          * before USED bit, we need memory barrier here.
2882          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2883          */
2884         smp_wmb();
2885         SetPageCgroupUsed(pc);
2886
2887         if (lrucare) {
2888                 if (was_on_lru) {
2889                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2890                         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2891                         SetPageLRU(page);
2892                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2893                 }
2894                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2895         }
2896
2897         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON)
2898                 anon = true;
2899         else
2900                 anon = false;
2901
2902         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, nr_pages);
2903         unlock_page_cgroup(pc);
2904
2905         /*
2906          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2907          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2908          * if they exceeds softlimit.
2909          */
2910         memcg_check_events(memcg, page);
2911 }
2912
2913 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
2914
2915 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2916 static DEFINE_MUTEX(activate_kmem_mutex);
2917
2918 static inline bool memcg_can_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2919 {
2920         return !mem_cgroup_disabled() && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
2921                 memcg_kmem_is_active(memcg);
2922 }
2923
2924 /*
2925  * This is a bit cumbersome, but it is rarely used and avoids a backpointer
2926  * in the memcg_cache_params struct.
2927  */
2928 static struct kmem_cache *memcg_params_to_cache(struct memcg_cache_params *p)
2929 {
2930         struct kmem_cache *cachep;
2931
2932         VM_BUG_ON(p->is_root_cache);
2933         cachep = p->root_cache;
2934         return cache_from_memcg_idx(cachep, memcg_cache_id(p->memcg));
2935 }
2936
2937 #ifdef CONFIG_SLABINFO
2938 static int mem_cgroup_slabinfo_read(struct seq_file *m, void *v)
2939 {
2940         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
2941         struct memcg_cache_params *params;
2942
2943         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
2944                 return -EIO;
2945
2946         print_slabinfo_header(m);
2947
2948         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
2949         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list)
2950                 cache_show(memcg_params_to_cache(params), m);
2951         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
2952
2953         return 0;
2954 }
2955 #endif
2956
2957 int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp, u64 size)
2958 {
2959         struct res_counter *fail_res;
2960         int ret = 0;
2961
2962         ret = res_counter_charge(&memcg->kmem, size, &fail_res);
2963         if (ret)
2964                 return ret;
2965
2966         ret = mem_cgroup_try_charge(memcg, gfp, size >> PAGE_SHIFT,
2967                                     oom_gfp_allowed(gfp));
2968         if (ret == -EINTR)  {
2969                 /*
2970                  * mem_cgroup_try_charge() chosed to bypass to root due to
2971                  * OOM kill or fatal signal.  Since our only options are to
2972                  * either fail the allocation or charge it to this cgroup, do
2973                  * it as a temporary condition. But we can't fail. From a
2974                  * kmem/slab perspective, the cache has already been selected,
2975                  * by mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
2976                  * our minds.
2977                  *
2978                  * This condition will only trigger if the task entered
2979                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed during
2980                  * mem_cgroup_try_charge() above. Tasks that were already
2981                  * dying when the allocation triggers should have been already
2982                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
2983                  */
2984                 res_counter_charge_nofail(&memcg->res, size, &fail_res);
2985                 if (do_swap_account)
2986                         res_counter_charge_nofail(&memcg->memsw, size,
2987                                                   &fail_res);
2988                 ret = 0;
2989         } else if (ret)
2990                 res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size);
2991
2992         return ret;
2993 }
2994
2995 void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, u64 size)
2996 {
2997         res_counter_uncharge(&memcg->res, size);
2998         if (do_swap_account)
2999                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, size);
3000
3001         /* Not down to 0 */
3002         if (res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size))
3003                 return;
3004
3005         /*
3006          * Releases a reference taken in kmem_cgroup_css_offline in case
3007          * this last uncharge is racing with the offlining code or it is
3008          * outliving the memcg existence.
3009          *
3010          * The memory barrier imposed by test&clear is paired with the
3011          * explicit one in memcg_kmem_mark_dead().
3012          */
3013         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
3014                 css_put(&memcg->css);
3015 }
3016
3017 /*
3018  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
3019  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
3020  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
3021  */
3022 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
3023 {
3024         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
3025 }
3026
3027 static size_t memcg_caches_array_size(int num_groups)
3028 {
3029         ssize_t size;
3030         if (num_groups <= 0)
3031                 return 0;
3032
3033         size = 2 * num_groups;
3034         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
3035                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
3036         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
3037                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
3038
3039         return size;
3040 }
3041
3042 /*
3043  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
3044  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
3045  * calling this.
3046  */
3047 void memcg_update_array_size(int num)
3048 {
3049         if (num > memcg_limited_groups_array_size)
3050                 memcg_limited_groups_array_size = memcg_caches_array_size(num);
3051 }
3052
3053 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w);
3054
3055 int memcg_update_cache_size(struct kmem_cache *s, int num_groups)
3056 {
3057         struct memcg_cache_params *cur_params = s->memcg_params;
3058
3059         VM_BUG_ON(!is_root_cache(s));
3060
3061         if (num_groups > memcg_limited_groups_array_size) {
3062                 int i;
3063                 struct memcg_cache_params *new_params;
3064                 ssize_t size = memcg_caches_array_size(num_groups);
3065
3066                 size *= sizeof(void *);
3067                 size += offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
3068
3069                 new_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3070                 if (!new_params)
3071                         return -ENOMEM;
3072
3073                 new_params->is_root_cache = true;
3074
3075                 /*
3076                  * There is the chance it will be bigger than
3077                  * memcg_limited_groups_array_size, if we failed an allocation
3078                  * in a cache, in which case all caches updated before it, will
3079                  * have a bigger array.
3080                  *
3081                  * But if that is the case, the data after
3082                  * memcg_limited_groups_array_size is certainly unused
3083                  */
3084                 for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3085                         if (!cur_params->memcg_caches[i])
3086                                 continue;
3087                         new_params->memcg_caches[i] =
3088                                                 cur_params->memcg_caches[i];
3089                 }
3090
3091                 /*
3092                  * Ideally, we would wait until all caches succeed, and only
3093                  * then free the old one. But this is not worth the extra
3094                  * pointer per-cache we'd have to have for this.
3095                  *
3096                  * It is not a big deal if some caches are left with a size
3097                  * bigger than the others. And all updates will reset this
3098                  * anyway.
3099                  */
3100                 rcu_assign_pointer(s->memcg_params, new_params);
3101                 if (cur_params)
3102                         kfree_rcu(cur_params, rcu_head);
3103         }
3104         return 0;
3105 }
3106
3107 char *memcg_create_cache_name(struct mem_cgroup *memcg,
3108                               struct kmem_cache *root_cache)
3109 {
3110         static char *buf = NULL;
3111
3112         /*
3113          * We need a mutex here to protect the shared buffer. Since this is
3114          * expected to be called only on cache creation, we can employ the
3115          * slab_mutex for that purpose.
3116          */
3117         lockdep_assert_held(&slab_mutex);
3118
3119         if (!buf) {
3120                 buf = kmalloc(NAME_MAX + 1, GFP_KERNEL);
3121                 if (!buf)
3122                         return NULL;
3123         }
3124
3125         cgroup_name(memcg->css.cgroup, buf, NAME_MAX + 1);
3126         return kasprintf(GFP_KERNEL, "%s(%d:%s)", root_cache->name,
3127                          memcg_cache_id(memcg), buf);
3128 }
3129
3130 int memcg_alloc_cache_params(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s,
3131                              struct kmem_cache *root_cache)
3132 {
3133         size_t size;
3134
3135         if (!memcg_kmem_enabled())
3136                 return 0;
3137
3138         if (!memcg) {
3139                 size = offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
3140                 size += memcg_limited_groups_array_size * sizeof(void *);
3141         } else
3142                 size = sizeof(struct memcg_cache_params);
3143
3144         s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3145         if (!s->memcg_params)
3146                 return -ENOMEM;
3147
3148         if (memcg) {
3149                 s->memcg_params->memcg = memcg;
3150                 s->memcg_params->root_cache = root_cache;
3151                 INIT_WORK(&s->memcg_params->destroy,
3152                                 kmem_cache_destroy_work_func);
3153                 css_get(&memcg->css);
3154         } else
3155                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3156
3157         return 0;
3158 }
3159
3160 void memcg_free_cache_params(struct kmem_cache *s)
3161 {
3162         if (!s->memcg_params)
3163                 return;
3164         if (!s->memcg_params->is_root_cache)
3165                 css_put(&s->memcg_params->memcg->css);
3166         kfree(s->memcg_params);
3167 }
3168
3169 void memcg_register_cache(struct kmem_cache *s)
3170 {
3171         struct kmem_cache *root;
3172         struct mem_cgroup *memcg;
3173         int id;
3174
3175         if (is_root_cache(s))
3176                 return;
3177
3178         /*
3179          * Holding the slab_mutex assures nobody will touch the memcg_caches
3180          * array while we are modifying it.
3181          */
3182         lockdep_assert_held(&slab_mutex);
3183
3184         root = s->memcg_params->root_cache;
3185         memcg = s->memcg_params->memcg;
3186         id = memcg_cache_id(memcg);
3187
3188         /*
3189          * Since readers won't lock (see cache_from_memcg_idx()), we need a
3190          * barrier here to ensure nobody will see the kmem_cache partially
3191          * initialized.
3192          */
3193         smp_wmb();
3194
3195         /*
3196          * Initialize the pointer to this cache in its parent's memcg_params
3197          * before adding it to the memcg_slab_caches list, otherwise we can
3198          * fail to convert memcg_params_to_cache() while traversing the list.
3199          */
3200         VM_BUG_ON(root->memcg_params->memcg_caches[id]);
3201         root->memcg_params->memcg_caches[id] = s;
3202
3203         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3204         list_add(&s->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
3205         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3206 }
3207
3208 void memcg_unregister_cache(struct kmem_cache *s)
3209 {
3210         struct kmem_cache *root;
3211         struct mem_cgroup *memcg;
3212         int id;
3213
3214         if (is_root_cache(s))
3215                 return;
3216
3217         /*
3218          * Holding the slab_mutex assures nobody will touch the memcg_caches
3219          * array while we are modifying it.
3220          */
3221         lockdep_assert_held(&slab_mutex);
3222
3223         root = s->memcg_params->root_cache;
3224         memcg = s->memcg_params->memcg;
3225         id = memcg_cache_id(memcg);
3226
3227         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3228         list_del(&s->memcg_params->list);
3229         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3230
3231         /*
3232          * Clear the pointer to this cache in its parent's memcg_params only
3233          * after removing it from the memcg_slab_caches list, otherwise we can
3234          * fail to convert memcg_params_to_cache() while traversing the list.
3235          */
3236         VM_BUG_ON(root->memcg_params->memcg_caches[id] != s);
3237         root->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
3238 }
3239
3240 /*
3241  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
3242  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
3243  * enqueing new caches to be created.
3244  *
3245  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
3246  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
3247  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
3248  * objects during debug.
3249  *
3250  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
3251  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
3252  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
3253  * cache again, failing at the same point.
3254  *
3255  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
3256  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
3257  * inside the following two functions.
3258  */
3259 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
3260 {
3261         VM_BUG_ON(!current->mm);
3262         current->memcg_kmem_skip_account++;
3263 }
3264
3265 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
3266 {
3267         VM_BUG_ON(!current->mm);
3268         current->memcg_kmem_skip_account--;
3269 }
3270
3271 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w)
3272 {
3273         struct kmem_cache *cachep;
3274         struct memcg_cache_params *p;
3275
3276         p = container_of(w, struct memcg_cache_params, destroy);
3277
3278         cachep = memcg_params_to_cache(p);
3279
3280         kmem_cache_shrink(cachep);
3281         if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) == 0)
3282                 kmem_cache_destroy(cachep);
3283 }
3284
3285 int __kmem_cache_destroy_memcg_children(struct kmem_cache *s)
3286 {
3287         struct kmem_cache *c;
3288         int i, failed = 0;
3289
3290         /*
3291          * If the cache is being destroyed, we trust that there is no one else
3292          * requesting objects from it. Even if there are, the sanity checks in
3293          * kmem_cache_destroy should caught this ill-case.
3294          *
3295          * Still, we don't want anyone else freeing memcg_caches under our
3296          * noses, which can happen if a new memcg comes to life. As usual,
3297          * we'll take the activate_kmem_mutex to protect ourselves against
3298          * this.
3299          */
3300         mutex_lock(&activate_kmem_mutex);
3301         for_each_memcg_cache_index(i) {
3302                 c = cache_from_memcg_idx(s, i);
3303                 if (!c)
3304                         continue;
3305
3306                 /*
3307                  * We will now manually delete the caches, so to avoid races
3308                  * we need to cancel all pending destruction workers and
3309                  * proceed with destruction ourselves.
3310                  */
3311                 cancel_work_sync(&c->memcg_params->destroy);
3312                 kmem_cache_destroy(c);
3313
3314                 if (cache_from_memcg_idx(s, i))
3315                         failed++;
3316         }
3317         mutex_unlock(&activate_kmem_mutex);
3318         return failed;
3319 }
3320
3321 static void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3322 {
3323         struct kmem_cache *cachep;
3324         struct memcg_cache_params *params;
3325
3326         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3327                 return;
3328
3329         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3330         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list) {
3331                 cachep = memcg_params_to_cache(params);
3332                 schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3333         }
3334         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3335 }
3336
3337 struct create_work {
3338         struct mem_cgroup *memcg;
3339         struct kmem_cache *cachep;
3340         struct work_struct work;
3341 };
3342
3343 static void memcg_create_cache_work_func(struct work_struct *w)
3344 {
3345         struct create_work *cw = container_of(w, struct create_work, work);
3346         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
3347         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
3348
3349         kmem_cache_create_memcg(memcg, cachep);
3350         css_put(&memcg->css);
3351         kfree(cw);
3352 }
3353
3354 /*
3355  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
3356  */
3357 static void __memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3358                                          struct kmem_cache *cachep)
3359 {
3360         struct create_work *cw;
3361
3362         cw = kmalloc(sizeof(struct create_work), GFP_NOWAIT);
3363         if (cw == NULL) {
3364                 css_put(&memcg->css);
3365                 return;
3366         }
3367
3368         cw->memcg = memcg;
3369         cw->cachep = cachep;
3370
3371         INIT_WORK(&cw->work, memcg_create_cache_work_func);
3372         schedule_work(&cw->work);
3373 }
3374
3375 static void memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3376                                        struct kmem_cache *cachep)
3377 {
3378         /*
3379          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
3380          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
3381          * in __memcg_create_cache_enqueue will recurse.
3382          *
3383          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
3384          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
3385          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
3386          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
3387          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
3388          */
3389         memcg_stop_kmem_account();
3390         __memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3391         memcg_resume_kmem_account();
3392 }
3393 /*
3394  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
3395  * We try to use the current memcg's version of the cache.
3396  *
3397  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
3398  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
3399  * in a workqueue.
3400  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
3401  * the original cache.
3402  *
3403  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
3404  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
3405  */
3406 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
3407                                           gfp_t gfp)
3408 {
3409         struct mem_cgroup *memcg;
3410         struct kmem_cache *memcg_cachep;
3411
3412         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
3413         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
3414
3415         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3416                 return cachep;
3417
3418         rcu_read_lock();
3419         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
3420
3421         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
3422                 goto out;
3423
3424         memcg_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, memcg_cache_id(memcg));
3425         if (likely(memcg_cachep)) {
3426                 cachep = memcg_cachep;
3427                 goto out;
3428         }
3429
3430         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
3431         if (!css_tryget(&memcg->css))
3432                 goto out;
3433         rcu_read_unlock();
3434
3435         /*
3436          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
3437          * context), we could be be predictable and return right away.
3438          * This would guarantee that the allocation being performed
3439          * already belongs in the new cache.
3440          *
3441          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
3442          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
3443          * kmem_cache_dup, this means no further allocation could happen
3444          * with the slab_mutex held.
3445          *
3446          * Also, because cache creation issue get_online_cpus(), this
3447          * creates a lock chain: memcg_slab_mutex -> cpu_hotplug_mutex,
3448          * that ends up reversed during cpu hotplug. (cpuset allocates
3449          * a bunch of GFP_KERNEL memory during cpuup). Due to all that,
3450          * better to defer everything.
3451          */
3452         memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3453         return cachep;
3454 out:
3455         rcu_read_unlock();
3456         return cachep;
3457 }
3458
3459 /*
3460  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
3461  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
3462  * need a further commit step to do the final arrangements.
3463  *
3464  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
3465  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
3466  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
3467  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
3468  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
3469  * the compiled-out case as well.
3470  *
3471  * Returning true means the allocation is possible.
3472  */
3473 bool
3474 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
3475 {
3476         struct mem_cgroup *memcg;
3477         int ret;
3478
3479         *_memcg = NULL;
3480
3481         /*
3482          * Disabling accounting is only relevant for some specific memcg
3483          * internal allocations. Therefore we would initially not have such
3484          * check here, since direct calls to the page allocator that are
3485          * accounted to kmemcg (alloc_kmem_pages and friends) only happen
3486          * outside memcg core. We are mostly concerned with cache allocations,
3487          * and by having this test at memcg_kmem_get_cache, we are already able
3488          * to relay the allocation to the root cache and bypass the memcg cache
3489          * altogether.
3490          *
3491          * There is one exception, though: the SLUB allocator does not create
3492          * large order caches, but rather service large kmallocs directly from
3493          * the page allocator. Therefore, the following sequence when backed by
3494          * the SLUB allocator:
3495          *
3496          *      memcg_stop_kmem_account();
3497          *      kmalloc(<large_number>)
3498          *      memcg_resume_kmem_account();
3499          *
3500          * would effectively ignore the fact that we should skip accounting,
3501          * since it will drive us directly to this function without passing
3502          * through the cache selector memcg_kmem_get_cache. Such large
3503          * allocations are extremely rare but can happen, for instance, for the
3504          * cache arrays. We bring this test here.
3505          */
3506         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3507                 return true;
3508
3509         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
3510
3511         if (!memcg_can_account_kmem(memcg)) {
3512                 css_put(&memcg->css);
3513                 return true;
3514         }
3515
3516         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, PAGE_SIZE << order);
3517         if (!ret)
3518                 *_memcg = memcg;
3519
3520         css_put(&memcg->css);
3521         return (ret == 0);
3522 }
3523
3524 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3525                               int order)
3526 {
3527         struct page_cgroup *pc;
3528
3529         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3530
3531         /* The page allocation failed. Revert */
3532         if (!page) {
3533                 memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3534                 return;
3535         }
3536
3537         pc = lookup_page_cgroup(page);
3538         lock_page_cgroup(pc);
3539         pc->mem_cgroup = memcg;
3540         SetPageCgroupUsed(pc);
3541         unlock_page_cgroup(pc);
3542 }
3543
3544 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
3545 {
3546         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3547         struct page_cgroup *pc;
3548
3549
3550         pc = lookup_page_cgroup(page);
3551         /*
3552          * Fast unlocked return. Theoretically might have changed, have to
3553          * check again after locking.
3554          */
3555         if (!PageCgroupUsed(pc))
3556                 return;
3557
3558         lock_page_cgroup(pc);
3559         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3560                 memcg = pc->mem_cgroup;
3561                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3562         }
3563         unlock_page_cgroup(pc);
3564
3565         /*
3566          * We trust that only if there is a memcg associated with the page, it
3567          * is a valid allocation
3568          */
3569         if (!memcg)
3570                 return;
3571
3572         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
3573         memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3574 }
3575 #else
3576 static inline void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3577 {
3578 }
3579 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3580
3581 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3582
3583 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
3584 /*
3585  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3586  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
3587  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
3588  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
3589  */
3590 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3591 {
3592         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
3593         struct page_cgroup *pc;
3594         struct mem_cgroup *memcg;
3595         int i;
3596
3597         if (mem_cgroup_disabled())
3598                 return;
3599
3600         memcg = head_pc->mem_cgroup;
3601         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3602                 pc = head_pc + i;
3603                 pc->mem_cgroup = memcg;
3604                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
3605                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
3606         }
3607         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
3608                        HPAGE_PMD_NR);
3609 }
3610 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3611
3612 /**
3613  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3614  * @page: the page
3615  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3616  * @pc: page_cgroup of the page.
3617  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3618  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3619  *
3620  * The caller must confirm following.
3621  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3622  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3623  *
3624  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3625  * from old cgroup.
3626  */
3627 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3628                                    unsigned int nr_pages,
3629                                    struct page_cgroup *pc,
3630                                    struct mem_cgroup *from,
3631                                    struct mem_cgroup *to)
3632 {
3633         unsigned long flags;
3634         int ret;
3635         bool anon = PageAnon(page);
3636
3637         VM_BUG_ON(from == to);
3638         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
3639         /*
3640          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3641          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3642          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3643          * hold it.
3644          */
3645         ret = -EBUSY;
3646         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3647                 goto out;
3648
3649         lock_page_cgroup(pc);
3650
3651         ret = -EINVAL;
3652         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
3653                 goto unlock;
3654
3655         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
3656
3657         if (!anon && page_mapped(page)) {
3658                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
3659                                nr_pages);
3660                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
3661                                nr_pages);
3662         }
3663
3664         if (PageWriteback(page)) {
3665                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
3666                                nr_pages);
3667                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
3668                                nr_pages);
3669         }
3670
3671         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, anon, -nr_pages);
3672
3673         /* caller should have done css_get */
3674         pc->mem_cgroup = to;
3675         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, anon, nr_pages);
3676         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
3677         ret = 0;
3678 unlock:
3679         unlock_page_cgroup(pc);
3680         /*
3681          * check events
3682          */
3683         memcg_check_events(to, page);
3684         memcg_check_events(from, page);
3685 out:
3686         return ret;
3687 }
3688
3689 /**
3690  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
3691  * @page: the page to move
3692  * @pc: page_cgroup of the page
3693  * @child: page's cgroup
3694  *
3695  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
3696  * parent (aka use_hierarchy==0).
3697  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
3698  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
3699  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
3700  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
3701  * on the next attempt and the call should be retried later.
3702  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
3703  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
3704  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
3705  * LRU or vanish.
3706  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
3707  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
3708  * disappear in the next attempt.
3709  */
3710 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
3711                                   struct page_cgroup *pc,
3712                                   struct mem_cgroup *child)
3713 {
3714         struct mem_cgroup *parent;
3715         unsigned int nr_pages;
3716         unsigned long uninitialized_var(flags);
3717         int ret;
3718
3719         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
3720
3721         ret = -EBUSY;
3722         if (!get_page_unless_zero(page))
3723                 goto out;
3724         if (isolate_lru_page(page))
3725                 goto put;
3726
3727         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
3728
3729         parent = parent_mem_cgroup(child);
3730         /*
3731          * If no parent, move charges to root cgroup.
3732          */
3733         if (!parent)
3734                 parent = root_mem_cgroup;
3735
3736         if (nr_pages > 1) {
3737                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
3738                 flags = compound_lock_irqsave(page);
3739         }
3740
3741         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
3742                                 pc, child, parent);
3743         if (!ret)
3744                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
3745
3746         if (nr_pages > 1)
3747                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
3748         putback_lru_page(page);
3749 put:
3750         put_page(page);
3751 out:
3752         return ret;
3753 }
3754
3755 int mem_cgroup_charge_anon(struct page *page,
3756                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
3757 {
3758         unsigned int nr_pages = 1;
3759         struct mem_cgroup *memcg;
3760         bool oom = true;
3761
3762         if (mem_cgroup_disabled())
3763                 return 0;
3764
3765         VM_BUG_ON_PAGE(page_mapped(page), page);
3766         VM_BUG_ON_PAGE(page->mapping && !PageAnon(page), page);
3767         VM_BUG_ON(!mm);
3768
3769         if (PageTransHuge(page)) {
3770                 nr_pages <<= compound_order(page);
3771                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
3772                 /*
3773                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
3774                  * fault handler will fall back to regular pages.
3775                  */
3776                 oom = false;
3777         }
3778
3779         memcg = mem_cgroup_try_charge_mm(mm, gfp_mask, nr_pages, oom);
3780         if (!memcg)
3781                 return -ENOMEM;
3782         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages,
3783                                    MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
3784         return 0;
3785 }
3786
3787 /*
3788  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
3789  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
3790  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
3791  * "commit()" or removed by "cancel()"
3792  */
3793 static int __mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
3794                                           struct page *page,
3795                                           gfp_t mask,
3796                                           struct mem_cgroup **memcgp)
3797 {
3798         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3799         struct page_cgroup *pc;
3800         int ret;
3801
3802         pc = lookup_page_cgroup(page);
3803         /*
3804          * Every swap fault against a single page tries to charge the
3805          * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
3806          * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
3807          * the page lock, which serializes swap cache removal, which
3808          * in turn serializes uncharging.
3809          */
3810         if (PageCgroupUsed(pc))
3811                 goto out;
3812         if (do_swap_account)
3813                 memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
3814         if (!memcg)
3815                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
3816         ret = mem_cgroup_try_charge(memcg, mask, 1, true);
3817         css_put(&memcg->css);
3818         if (ret == -EINTR)
3819                 memcg = root_mem_cgroup;
3820         else if (ret)
3821                 return ret;
3822 out:
3823         *memcgp = memcg;
3824         return 0;
3825 }
3826
3827 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm, struct page *page,
3828                                  gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
3829 {
3830         if (mem_cgroup_disabled()) {
3831                 *memcgp = NULL;
3832                 return 0;
3833         }
3834         /*
3835          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already
3836          * updated the pte, and even removed page from swap cache: in
3837          * those cases unuse_pte()'s pte_same() test will fail; but
3838          * there's also a KSM case which does need to charge the page.
3839          */
3840         if (!PageSwapCache(page)) {
3841                 struct mem_cgroup *memcg;
3842
3843                 memcg = mem_cgroup_try_charge_mm(mm, gfp_mask, 1, true);
3844                 if (!memcg)
3845                         return -ENOMEM;
3846                 *memcgp = memcg;
3847                 return 0;
3848         }
3849         return __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, memcgp);
3850 }
3851
3852 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
3853 {
3854         if (mem_cgroup_disabled())
3855                 return;
3856         if (!memcg)
3857                 return;
3858         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
3859 }
3860
3861 static void
3862 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3863                                         enum charge_type ctype)
3864 {
3865         if (mem_cgroup_disabled())
3866                 return;
3867         if (!memcg)
3868                 return;
3869
3870         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
3871         /*
3872          * Now swap is on-memory. This means this page may be
3873          * counted both as mem and swap....double count.
3874          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
3875          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
3876          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
3877          */
3878         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
3879                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
3880                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
3881         }
3882 }
3883
3884 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
3885                                      struct mem_cgroup *memcg)
3886 {
3887         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
3888                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3889 }
3890
3891 int mem_cgroup_charge_file(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3892                                 gfp_t gfp_mask)
3893 {
3894         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3895         struct mem_cgroup *memcg;
3896         int ret;
3897
3898         if (mem_cgroup_disabled())
3899                 return 0;
3900         if (PageCompound(page))
3901                 return 0;
3902
3903         if (PageSwapCache(page)) { /* shmem */
3904                 ret = __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page,
3905                                                      gfp_mask, &memcg);
3906                 if (ret)
3907                         return ret;
3908                 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
3909                 return 0;
3910         }
3911
3912         memcg = mem_cgroup_try_charge_mm(mm, gfp_mask, 1, true);
3913         if (!memcg)
3914                 return -ENOMEM;
3915         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, type, false);
3916         return 0;
3917 }
3918
3919 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
3920                                    unsigned int nr_pages,
3921                                    const enum charge_type ctype)
3922 {
3923         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
3924         bool uncharge_memsw = true;
3925
3926         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
3927         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
3928                 uncharge_memsw = false;
3929
3930         batch = &current->memcg_batch;
3931         /*
3932          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
3933          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
3934          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
3935          */
3936         if (!batch->memcg)
3937                 batch->memcg = memcg;
3938         /*
3939          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
3940          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
3941          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
3942          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
3943          * because we want to do uncharge as soon as possible.
3944          */
3945
3946         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
3947                 goto direct_uncharge;
3948
3949         if (nr_pages > 1)
3950                 goto direct_uncharge;
3951
3952         /*
3953          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
3954          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
3955          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
3956          */
3957         if (batch->memcg != memcg)
3958                 goto direct_uncharge;
3959         /* remember freed charge and uncharge it later */
3960         batch->nr_pages++;
3961         if (uncharge_memsw)
3962                 batch->memsw_nr_pages++;
3963         return;
3964 direct_uncharge:
3965         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
3966         if (uncharge_memsw)
3967                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
3968         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
3969                 memcg_oom_recover(memcg);
3970 }
3971
3972 /*
3973  * uncharge if !page_mapped(page)
3974  */
3975 static struct mem_cgroup *
3976 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype,
3977                              bool end_migration)
3978 {
3979         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3980         unsigned int nr_pages = 1;
3981         struct page_cgroup *pc;
3982         bool anon;
3983
3984         if (mem_cgroup_disabled())
3985                 return NULL;
3986
3987         if (PageTransHuge(page)) {
3988                 nr_pages <<= compound_order(page);
3989                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
3990         }
3991         /*
3992          * Check if our page_cgroup is valid
3993          */
3994         pc = lookup_page_cgroup(page);
3995         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
3996                 return NULL;
3997
3998         lock_page_cgroup(pc);
3999
4000         memcg = pc->mem_cgroup;
4001
4002         if (!PageCgroupUsed(pc))
4003                 goto unlock_out;
4004
4005         anon = PageAnon(page);
4006
4007         switch (ctype) {
4008         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON:
4009                 /*
4010                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
4011                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
4012                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
4013                  */
4014                 anon = true;
4015                 /* fallthrough */
4016         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
4017                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
4018                 if (page_mapped(page))
4019                         goto unlock_out;
4020                 /*
4021                  * Pages under migration may not be uncharged.  But
4022                  * end_migration() /must/ be the one uncharging the
4023                  * unused post-migration page and so it has to call
4024                  * here with the migration bit still set.  See the
4025                  * res_counter handling below.
4026                  */
4027                 if (!end_migration && PageCgroupMigration(pc))
4028                         goto unlock_out;
4029                 break;
4030         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
4031                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
4032                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
4033                                 goto unlock_out;
4034                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
4035                                 goto unlock_out;
4036                 break;
4037         default:
4038                 break;
4039         }
4040
4041         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, -nr_pages);
4042
4043         ClearPageCgroupUsed(pc);
4044         /*
4045          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
4046          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
4047          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
4048          * special functions.
4049          */
4050
4051         unlock_page_cgroup(pc);
4052         /*
4053          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
4054          * will never be freed, so it's safe to call css_get().
4055          */
4056         memcg_check_events(memcg, page);
4057         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
4058                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
4059                 css_get(&memcg->css);
4060         }
4061         /*
4062          * Migration does not charge the res_counter for the
4063          * replacement page, so leave it alone when phasing out the
4064          * page that is unused after the migration.
4065          */
4066         if (!end_migration && !mem_cgroup_is_root(memcg))
4067                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
4068
4069         return memcg;
4070
4071 unlock_out:
4072         unlock_page_cgroup(pc);
4073         return NULL;
4074 }
4075
4076 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
4077 {
4078         /* early check. */
4079         if (page_mapped(page))
4080                 return;
4081         VM_BUG_ON_PAGE(page->mapping && !PageAnon(page), page);
4082         /*
4083          * If the page is in swap cache, uncharge should be deferred
4084          * to the swap path, which also properly accounts swap usage
4085          * and handles memcg lifetime.
4086          *
4087          * Note that this check is not stable and reclaim may add the
4088          * page to swap cache at any time after this.  However, if the
4089          * page is not in swap cache by the time page->mapcount hits
4090          * 0, there won't be any page table references to the swap
4091          * slot, and reclaim will free it and not actually write the
4092          * page to disk.
4093          */
4094         if (PageSwapCache(page))
4095                 return;
4096         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
4097 }
4098
4099 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
4100 {
4101         VM_BUG_ON_PAGE(page_mapped(page), page);
4102         VM_BUG_ON_PAGE(page->mapping, page);
4103         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE, false);
4104 }
4105
4106 /*
4107  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
4108  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
4109  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
4110  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
4111  * This may be called prural(2) times in a context,
4112  */
4113
4114 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
4115 {
4116         current->memcg_batch.do_batch++;
4117         /* We can do nest. */
4118         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
4119                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
4120                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
4121                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
4122         }
4123 }
4124
4125 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
4126 {
4127         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
4128
4129         if (!batch->do_batch)
4130                 return;
4131
4132         batch->do_batch--;
4133         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
4134                 return;
4135
4136         if (!batch->memcg)
4137                 return;
4138         /*
4139          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
4140          * bacause we hide charges behind us.
4141          */
4142         if (batch->nr_pages)
4143                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
4144                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
4145         if (batch->memsw_nr_pages)
4146                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
4147                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
4148         memcg_oom_recover(batch->memcg);
4149         /* forget this pointer (for sanity check) */
4150         batch->memcg = NULL;
4151 }
4152
4153 #ifdef CONFIG_SWAP
4154 /*
4155  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
4156  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
4157  */
4158 void
4159 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
4160 {
4161         struct mem_cgroup *memcg;
4162         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
4163
4164         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
4165                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
4166
4167         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype, false);
4168
4169         /*
4170          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
4171          * css_get() was called in uncharge().
4172          */
4173         if (do_swap_account && swapout && memcg)
4174                 swap_cgroup_record(ent, mem_cgroup_id(memcg));
4175 }
4176 #endif
4177
4178 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4179 /*
4180  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
4181  * uncharge "memsw" account.
4182  */
4183 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
4184 {
4185         struct mem_cgroup *memcg;
4186         unsigned short id;
4187
4188         if (!do_swap_account)
4189                 return;
4190
4191         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
4192         rcu_read_lock();
4193         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
4194         if (memcg) {
4195                 /*
4196                  * We uncharge this because swap is freed.
4197                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
4198                  */
4199                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4200                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
4201                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
4202                 css_put(&memcg->css);
4203         }
4204         rcu_read_unlock();
4205 }
4206
4207 /**
4208  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
4209  * @entry: swap entry to be moved
4210  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
4211  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
4212  *
4213  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
4214  * as the mem_cgroup's id of @from.
4215  *
4216  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
4217  *
4218  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
4219  * both res and memsw, and called css_get().
4220  */
4221 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4222                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4223 {
4224         unsigned short old_id, new_id;
4225
4226         old_id = mem_cgroup_id(from);
4227         new_id = mem_cgroup_id(to);
4228
4229         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
4230                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
4231                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
4232                 /*
4233                  * This function is only called from task migration context now.
4234                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
4235                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
4236                  * improvement. But we cannot postpone css_get(to)  because if
4237                  * the process that has been moved to @to does swap-in, the
4238                  * refcount of @to might be decreased to 0.
4239                  *
4240                  * We are in attach() phase, so the cgroup is guaranteed to be
4241                  * alive, so we can just call css_get().
4242                  */
4243                 css_get(&to->css);
4244                 return 0;
4245         }
4246         return -EINVAL;
4247 }
4248 #else
4249 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4250                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4251 {
4252         return -EINVAL;
4253 }
4254 #endif
4255
4256 /*
4257  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
4258  * page belongs to.
4259  */
4260 void mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page, struct page *newpage,
4261                                   struct mem_cgroup **memcgp)
4262 {
4263         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4264         unsigned int nr_pages = 1;
4265         struct page_cgroup *pc;
4266         enum charge_type ctype;
4267
4268         *memcgp = NULL;
4269
4270         if (mem_cgroup_disabled())
4271                 return;
4272
4273         if (PageTransHuge(page))
4274                 nr_pages <<= compound_order(page);
4275
4276         pc = lookup_page_cgroup(page);
4277         lock_page_cgroup(pc);
4278         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4279                 memcg = pc->mem_cgroup;
4280                 css_get(&memcg->css);
4281                 /*
4282                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
4283                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
4284                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
4285                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
4286                  * until end_migration() is called
4287                  *
4288                  * Corner Case Thinking
4289                  * A)
4290                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
4291                  * while migration was ongoing.
4292                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
4293                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
4294                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
4295                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
4296                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
4297                  *
4298                  * B)
4299                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
4300                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
4301                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
4302                  * without charging it again.
4303                  *
4304                  * C)
4305                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
4306                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
4307                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
4308                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
4309                  */
4310                 if (PageAnon(page))
4311                         SetPageCgroupMigration(pc);
4312         }
4313         unlock_page_cgroup(pc);
4314         /*
4315          * If the page is not charged at this point,
4316          * we return here.
4317          */
4318         if (!memcg)
4319                 return;
4320
4321         *memcgp = memcg;
4322         /*
4323          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
4324          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
4325          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
4326          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
4327          */
4328         if (PageAnon(page))
4329                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON;
4330         else
4331                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4332         /*
4333          * The page is committed to the memcg, but it's not actually
4334          * charged to the res_counter since we plan on replacing the
4335          * old one and only one page is going to be left afterwards.
4336          */
4337         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, nr_pages, ctype, false);
4338 }
4339
4340 /* remove redundant charge if migration failed*/
4341 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
4342         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
4343 {
4344         struct page *used, *unused;
4345         struct page_cgroup *pc;
4346         bool anon;
4347
4348         if (!memcg)
4349                 return;
4350
4351         if (!migration_ok) {
4352                 used = oldpage;
4353                 unused = newpage;
4354         } else {
4355                 used = newpage;
4356                 unused = oldpage;
4357         }
4358         anon = PageAnon(used);
4359         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
4360                                      anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON
4361                                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE,
4362                                      true);
4363         css_put(&memcg->css);
4364         /*
4365          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
4366          * of the page goes down to zero, temporarly.
4367          * Clear the flag and check the page should be charged.
4368          */
4369         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4370         lock_page_cgroup(pc);
4371         ClearPageCgroupMigration(pc);
4372         unlock_page_cgroup(pc);
4373
4374         /*
4375          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
4376          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
4377          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
4378          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
4379          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
4380          * check. (see prepare_charge() also)
4381          */
4382         if (anon)
4383                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
4384 }
4385
4386 /*
4387  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
4388  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
4389  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
4390  */
4391 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
4392                                   struct page *newpage)
4393 {
4394         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4395         struct page_cgroup *pc;
4396         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4397
4398         if (mem_cgroup_disabled())
4399                 return;
4400
4401         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4402         /* fix accounting on old pages */
4403         lock_page_cgroup(pc);
4404         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4405                 memcg = pc->mem_cgroup;
4406                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, oldpage, false, -1);
4407                 ClearPageCgroupUsed(pc);
4408         }
4409         unlock_page_cgroup(pc);
4410
4411         /*
4412          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
4413          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
4414          */
4415         if (!memcg)
4416                 return;
4417         /*
4418          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
4419          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
4420          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
4421          */
4422         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
4423 }
4424
4425 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4426 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
4427 {
4428         struct page_cgroup *pc;
4429
4430         pc = lookup_page_cgroup(page);
4431         /*
4432          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
4433          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
4434          * or when mem_cgroup_disabled().
4435          */
4436         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
4437                 return pc;
4438         return NULL;
4439 }
4440
4441 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
4442 {
4443         if (mem_cgroup_disabled())
4444                 return false;
4445
4446         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
4447 }
4448
4449 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
4450 {
4451         struct page_cgroup *pc;
4452
4453         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
4454         if (pc) {
4455                 pr_alert("pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
4456                          pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
4457         }
4458 }
4459 #endif
4460
4461 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4462                                 unsigned long long val)
4463 {
4464         int retry_count;
4465         u64 memswlimit, memlimit;
4466         int ret = 0;
4467         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4468         u64 curusage, oldusage;
4469         int enlarge;
4470
4471         /*
4472          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
4473          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
4474          * of # of children which we should visit in this loop.
4475          */
4476         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
4477
4478         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4479
4480         enlarge = 0;
4481         while (retry_count) {
4482                 if (signal_pending(current)) {
4483                         ret = -EINTR;
4484                         break;
4485                 }
4486                 /*
4487                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4488                  * open coded manner. You see what this really does.
4489                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4490                  */
4491                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4492                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4493                 if (memswlimit < val) {
4494                         ret = -EINVAL;
4495                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4496                         break;
4497                 }
4498
4499                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4500                 if (memlimit < val)
4501                         enlarge = 1;
4502
4503                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
4504                 if (!ret) {
4505                         if (memswlimit == val)
4506                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4507                         else
4508                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4509                 }
4510                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4511
4512                 if (!ret)
4513                         break;
4514
4515                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4516                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4517                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4518                 /* Usage is reduced ? */
4519                 if (curusage >= oldusage)
4520                         retry_count--;
4521                 else
4522                         oldusage = curusage;
4523         }
4524         if (!ret && enlarge)
4525                 memcg_oom_recover(memcg);
4526
4527         return ret;
4528 }
4529
4530 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4531                                         unsigned long long val)
4532 {
4533         int retry_count;
4534         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
4535         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4536         int ret = -EBUSY;
4537         int enlarge = 0;
4538
4539         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
4540         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4541         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4542         while (retry_count) {
4543                 if (signal_pending(current)) {
4544                         ret = -EINTR;
4545                         break;
4546                 }
4547                 /*
4548                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4549                  * open coded manner. You see what this really does.
4550                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4551                  */
4552                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4553                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4554                 if (memlimit > val) {
4555                         ret = -EINVAL;
4556                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4557                         break;
4558                 }
4559                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4560                 if (memswlimit < val)
4561                         enlarge = 1;
4562                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
4563                 if (!ret) {
4564                         if (memlimit == val)
4565                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4566                         else
4567                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4568                 }
4569                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4570
4571                 if (!ret)
4572                         break;
4573
4574                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4575                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
4576                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4577                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4578                 /* Usage is reduced ? */
4579                 if (curusage >= oldusage)
4580                         retry_count--;
4581                 else
4582                         oldusage = curusage;
4583         }
4584         if (!ret && enlarge)
4585                 memcg_oom_recover(memcg);
4586         return ret;
4587 }
4588
4589 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
4590                                             gfp_t gfp_mask,
4591                                             unsigned long *total_scanned)
4592 {
4593         unsigned long nr_reclaimed = 0;
4594         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
4595         unsigned long reclaimed;
4596         int loop = 0;
4597         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
4598         unsigned long long excess;
4599         unsigned long nr_scanned;
4600
4601         if (order > 0)
4602                 return 0;
4603
4604         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
4605         /*
4606          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
4607          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
4608          * pressure
4609          */
4610         do {
4611                 if (next_mz)
4612                         mz = next_mz;
4613                 else
4614                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4615                 if (!mz)
4616                         break;
4617
4618                 nr_scanned = 0;
4619                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
4620                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
4621                 nr_reclaimed += reclaimed;
4622                 *total_scanned += nr_scanned;
4623                 spin_lock(&mctz->lock);
4624
4625                 /*
4626                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
4627                  * it is time to move on to the next cgroup
4628                  */
4629                 next_mz = NULL;
4630                 if (!reclaimed) {
4631                         do {
4632                                 /*
4633                                  * Loop until we find yet another one.
4634                                  *
4635                                  * By the time we get the soft_limit lock
4636                                  * again, someone might have aded the
4637                                  * group back on the RB tree. Iterate to
4638                                  * make sure we get a different mem.
4639                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
4640                                  * NULL if no other cgroup is present on
4641                                  * the tree
4642                                  */
4643                                 next_mz =
4644                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4645                                 if (next_mz == mz)
4646                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
4647                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
4648                                         break;
4649                         } while (1);
4650                 }
4651                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
4652                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
4653                 /*
4654                  * One school of thought says that we should not add
4655                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
4656                  * But our reclaim could return 0, simply because due
4657                  * to priority we are exposing a smaller subset of
4658                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
4659                  * term TODO.
4660                  */
4661                 /* If excess == 0, no tree ops */
4662                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->memcg, mz, mctz, excess);
4663                 spin_unlock(&mctz->lock);
4664                 css_put(&mz->memcg->css);
4665                 loop++;
4666                 /*
4667                  * Could not reclaim anything and there are no more
4668                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
4669                  * reclaiming anything.
4670                  */
4671                 if (!nr_reclaimed &&
4672                         (next_mz == NULL ||
4673                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
4674                         break;
4675         } while (!nr_reclaimed);
4676         if (next_mz)
4677                 css_put(&next_mz->memcg->css);
4678         return nr_reclaimed;
4679 }
4680
4681 /**
4682  * mem_cgroup_force_empty_list - clears LRU of a group
4683  * @memcg: group to clear
4684  * @node: NUMA node
4685  * @zid: zone id
4686  * @lru: lru to to clear
4687  *
4688  * Traverse a specified page_cgroup list and try to drop them all.  This doesn't
4689  * reclaim the pages page themselves - pages are moved to the parent (or root)
4690  * group.
4691  */
4692 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
4693                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
4694 {
4695         struct lruvec *lruvec;
4696         unsigned long flags;
4697         struct list_head *list;
4698         struct page *busy;
4699         struct zone *zone;
4700
4701         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
4702         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
4703         list = &lruvec->lists[lru];
4704
4705         busy = NULL;
4706         do {
4707                 struct page_cgroup *pc;
4708                 struct page *page;
4709
4710                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
4711                 if (list_empty(list)) {
4712                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4713                         break;
4714                 }
4715                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
4716                 if (busy == page) {
4717                         list_move(&page->lru, list);
4718                         busy = NULL;
4719                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4720                         continue;
4721                 }
4722                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4723
4724                 pc = lookup_page_cgroup(page);
4725
4726                 if (mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg)) {
4727                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
4728                         busy = page;
4729                         cond_resched();
4730                 } else
4731                         busy = NULL;
4732         } while (!list_empty(list));
4733 }
4734
4735 /*
4736  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task by moving
4737  * all the charges and pages to the parent.
4738  * This enables deleting this mem_cgroup.
4739  *
4740  * Caller is responsible for holding css reference on the memcg.
4741  */
4742 static void mem_cgroup_reparent_charges(struct mem_cgroup *memcg)
4743 {
4744         int node, zid;
4745         u64 usage;
4746
4747         do {
4748                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
4749                 lru_add_drain_all();
4750                 drain_all_stock_sync(memcg);
4751                 mem_cgroup_start_move(memcg);
4752                 for_each_node_state(node, N_MEMORY) {
4753                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4754                                 enum lru_list lru;
4755                                 for_each_lru(lru) {
4756                                         mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
4757                                                         node, zid, lru);
4758                                 }
4759                         }
4760                 }
4761                 mem_cgroup_end_move(memcg);
4762                 memcg_oom_recover(memcg);
4763                 cond_resched();
4764
4765                 /*
4766                  * Kernel memory may not necessarily be trackable to a specific
4767                  * process. So they are not migrated, and therefore we can't
4768                  * expect their value to drop to 0 here.
4769                  * Having res filled up with kmem only is enough.
4770                  *
4771                  * This is a safety check because mem_cgroup_force_empty_list
4772                  * could have raced with mem_cgroup_replace_page_cache callers
4773                  * so the lru seemed empty but the page could have been added
4774                  * right after the check. RES_USAGE should be safe as we always
4775                  * charge before adding to the LRU.
4776                  */
4777                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) -
4778                         res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE);
4779         } while (usage > 0);
4780 }
4781
4782 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4783 {
4784         lockdep_assert_held(&memcg_create_mutex);
4785         /*
4786          * The lock does not prevent addition or deletion to the list
4787          * of children, but it prevents a new child from being
4788          * initialized based on this parent in css_online(), so it's
4789          * enough to decide whether hierarchically inherited
4790          * attributes can still be changed or not.
4791          */
4792         return memcg->use_hierarchy &&
4793                 !list_empty(&memcg->css.cgroup->children);
4794 }
4795
4796 /*
4797  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
4798  * the rest to the parent.
4799  *
4800  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
4801  */
4802 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
4803 {
4804         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4805         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
4806
4807         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
4808         if (cgroup_has_tasks(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
4809                 return -EBUSY;
4810
4811         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
4812         lru_add_drain_all();
4813         /* try to free all pages in this cgroup */
4814         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
4815                 int progress;
4816
4817                 if (signal_pending(current))
4818                         return -EINTR;
4819
4820                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
4821                                                 false);
4822                 if (!progress) {
4823                         nr_retries--;
4824                         /* maybe some writeback is necessary */
4825                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
4826                 }
4827
4828         }
4829         lru_add_drain();
4830         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
4831
4832         return 0;
4833 }
4834
4835 static int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4836                                         unsigned int event)
4837 {
4838         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4839
4840         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
4841                 return -EINVAL;
4842         return mem_cgroup_force_empty(memcg);
4843 }
4844
4845 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4846                                      struct cftype *cft)
4847 {
4848         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
4849 }
4850
4851 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4852                                       struct cftype *cft, u64 val)
4853 {
4854         int retval = 0;
4855         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4856         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
4857
4858         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4859
4860         if (memcg->use_hierarchy == val)
4861                 goto out;
4862
4863         /*
4864          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
4865          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
4866          * occur, provided the current cgroup has no children.
4867          *
4868          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
4869          * set if there are no children.
4870          */
4871         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
4872                                 (val == 1 || val == 0)) {
4873                 if (list_empty(&memcg->css.cgroup->children))
4874                         memcg->use_hierarchy = val;
4875                 else
4876                         retval = -EBUSY;
4877         } else
4878                 retval = -EINVAL;
4879
4880 out:
4881         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4882
4883         return retval;
4884 }
4885
4886
4887 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
4888                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
4889 {
4890         struct mem_cgroup *iter;
4891         long val = 0;
4892
4893         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
4894         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4895                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
4896
4897         if (val < 0) /* race ? */
4898                 val = 0;
4899         return val;
4900 }
4901
4902 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4903 {
4904         u64 val;
4905
4906         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
4907                 if (!swap)
4908                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4909                 else
4910                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4911         }
4912
4913         /*
4914          * Transparent hugepages are still accounted for in MEM_CGROUP_STAT_RSS
4915          * as well as in MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE.
4916          */
4917         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
4918         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
4919
4920         if (swap)
4921                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
4922
4923         return val << PAGE_SHIFT;
4924 }
4925
4926 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
4927                                    struct cftype *cft)
4928 {
4929         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4930         u64 val;
4931         int name;
4932         enum res_type type;
4933
4934         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4935         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
4936
4937         switch (type) {
4938         case _MEM:
4939                 if (name == RES_USAGE)
4940                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4941                 else
4942                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
4943                 break;
4944         case _MEMSWAP:
4945                 if (name == RES_USAGE)
4946                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4947                 else
4948                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
4949                 break;
4950         case _KMEM:
4951                 val = res_counter_read_u64(&memcg->kmem, name);
4952                 break;
4953         default:
4954                 BUG();
4955         }
4956
4957         return val;
4958 }
4959
4960 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4961 /* should be called with activate_kmem_mutex held */
4962 static int __memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
4963                                  unsigned long long limit)
4964 {
4965         int err = 0;
4966         int memcg_id;
4967
4968         if (memcg_kmem_is_active(memcg))
4969                 return 0;
4970
4971         /*
4972          * We are going to allocate memory for data shared by all memory
4973          * cgroups so let's stop accounting here.
4974          */
4975         memcg_stop_kmem_account();
4976
4977         /*
4978          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
4979          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
4980          * already joined.
4981          *
4982          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
4983          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
4984          * place, which makes the value quite meaningless.
4985          *
4986          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
4987          * of course permitted.
4988          */
4989         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4990         if (cgroup_has_tasks(memcg->css.cgroup) || memcg_has_children(memcg))
4991                 err = -EBUSY;
4992         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4993         if (err)
4994                 goto out;
4995
4996         memcg_id = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
4997                                   0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
4998         if (memcg_id < 0) {
4999                 err = memcg_id;
5000                 goto out;
5001         }
5002
5003         /*
5004          * Make sure we have enough space for this cgroup in each root cache's
5005          * memcg_params.
5006          */
5007         err = memcg_update_all_caches(memcg_id + 1);
5008         if (err)
5009                 goto out_rmid;
5010
5011         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
5012         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
5013         mutex_init(&memcg->slab_caches_mutex);
5014
5015         /*
5016          * We couldn't have accounted to this cgroup, because it hasn't got the
5017          * active bit set yet, so this should succeed.
5018          */
5019         err = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, limit);
5020         VM_BUG_ON(err);
5021
5022         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5023         /*
5024          * Setting the active bit after enabling static branching will
5025          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
5026          * patched.
5027          */
5028         memcg_kmem_set_active(memcg);
5029 out:
5030         memcg_resume_kmem_account();
5031         return err;
5032
5033 out_rmid:
5034         ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg_id);
5035         goto out;
5036 }
5037
5038 static int memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
5039                                unsigned long long limit)
5040 {
5041         int ret;
5042
5043         mutex_lock(&activate_kmem_mutex);
5044         ret = __memcg_activate_kmem(memcg, limit);
5045         mutex_unlock(&activate_kmem_mutex);
5046         return ret;
5047 }
5048
5049 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
5050                                    unsigned long long val)
5051 {
5052         int ret;
5053
5054         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5055                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, val);
5056         else
5057                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
5058         return ret;
5059 }
5060
5061 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5062 {
5063         int ret = 0;
5064         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5065
5066         if (!parent)
5067                 return 0;
5068
5069         mutex_lock(&activate_kmem_mutex);
5070         /*
5071          * If the parent cgroup is not kmem-active now, it cannot be activated
5072          * after this point, because it has at least one child already.
5073          */
5074         if (memcg_kmem_is_active(parent))
5075                 ret = __memcg_activate_kmem(memcg, RES_COUNTER_MAX);
5076         mutex_unlock(&activate_kmem_mutex);
5077         return ret;
5078 }
5079 #else
5080 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
5081                                    unsigned long long val)
5082 {
5083         return -EINVAL;
5084 }
5085 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
5086
5087 /*
5088  * The user of this function is...
5089  * RES_LIMIT.
5090  */
5091 static int mem_cgroup_write(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft,
5092                             char *buffer)
5093 {
5094         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5095         enum res_type type;
5096         int name;
5097         unsigned long long val;
5098         int ret;
5099
5100         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5101         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5102
5103         switch (name) {
5104         case RES_LIMIT:
5105                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
5106                         ret = -EINVAL;
5107                         break;
5108                 }
5109                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
5110                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5111                 if (ret)
5112                         break;
5113                 if (type == _MEM)
5114                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
5115                 else if (type == _MEMSWAP)
5116                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
5117                 else if (type == _KMEM)
5118                         ret = memcg_update_kmem_limit(memcg, val);
5119                 else
5120                         return -EINVAL;
5121                 break;
5122         case RES_SOFT_LIMIT:
5123                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5124                 if (ret)
5125                         break;
5126                 /*
5127                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
5128                  * of semantics, for now, we support soft limits for
5129                  * control without swap
5130                  */
5131                 if (type == _MEM)
5132                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
5133                 else
5134                         ret = -EINVAL;
5135                 break;
5136         default:
5137                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
5138                 break;
5139         }
5140         return ret;
5141 }
5142
5143 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
5144                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
5145 {
5146         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
5147
5148         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5149         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5150         if (!memcg->use_hierarchy)
5151                 goto out;
5152
5153         while (css_parent(&memcg->css)) {
5154                 memcg = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5155                 if (!memcg->use_hierarchy)
5156                         break;
5157                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5158                 min_limit = min(min_limit, tmp);
5159                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5160                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
5161         }
5162 out:
5163         *mem_limit = min_limit;
5164         *memsw_limit = min_memsw_limit;
5165 }
5166
5167 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup_subsys_state *css, unsigned int event)
5168 {
5169         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5170         int name;
5171         enum res_type type;
5172
5173         type = MEMFILE_TYPE(event);
5174         name = MEMFILE_ATTR(event);
5175
5176         switch (name) {
5177         case RES_MAX_USAGE:
5178                 if (type == _MEM)
5179                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
5180                 else if (type == _MEMSWAP)
5181                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
5182                 else if (type == _KMEM)
5183                         res_counter_reset_max(&memcg->kmem);
5184                 else
5185                         return -EINVAL;
5186                 break;
5187         case RES_FAILCNT:
5188                 if (type == _MEM)
5189                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
5190                 else if (type == _MEMSWAP)
5191                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
5192                 else if (type == _KMEM)
5193                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->kmem);
5194                 else
5195                         return -EINVAL;
5196                 break;
5197         }
5198
5199         return 0;
5200 }
5201
5202 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5203                                         struct cftype *cft)
5204 {
5205         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
5206 }
5207
5208 #ifdef CONFIG_MMU
5209 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5210                                         struct cftype *cft, u64 val)
5211 {
5212         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5213
5214         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
5215                 return -EINVAL;
5216
5217         /*
5218          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
5219          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
5220          * on with stale data. This means that changes to this value will only
5221          * affect task migrations starting after the change.
5222          */
5223         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
5224         return 0;
5225 }
5226 #else
5227 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5228                                         struct cftype *cft, u64 val)
5229 {
5230         return -ENOSYS;
5231 }
5232 #endif
5233
5234 #ifdef CONFIG_NUMA
5235 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
5236 {
5237         struct numa_stat {
5238                 const char *name;
5239                 unsigned int lru_mask;
5240         };
5241
5242         static const struct numa_stat stats[] = {
5243                 { "total", LRU_ALL },
5244                 { "file", LRU_ALL_FILE },
5245                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
5246                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
5247         };
5248         const struct numa_stat *stat;
5249         int nid;
5250         unsigned long nr;
5251         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5252
5253         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
5254                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
5255                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
5256                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5257                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5258                                                           stat->lru_mask);
5259                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
5260                 }
5261                 seq_putc(m, '\n');
5262         }
5263
5264         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
5265                 struct mem_cgroup *iter;
5266
5267                 nr = 0;
5268                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5269                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
5270                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
5271                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5272                         nr = 0;
5273                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5274                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
5275                                         iter, nid, stat->lru_mask);
5276                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
5277                 }
5278                 seq_putc(m, '\n');
5279         }
5280
5281         return 0;
5282 }
5283 #endif /* CONFIG_NUMA */
5284
5285 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
5286 {
5287         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
5288 }
5289
5290 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
5291 {
5292         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5293         struct mem_cgroup *mi;
5294         unsigned int i;
5295
5296         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5297                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5298                         continue;
5299                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
5300                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
5301         }
5302
5303         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
5304                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
5305                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
5306
5307         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
5308                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
5309                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
5310
5311         /* Hierarchical information */
5312         {
5313                 unsigned long long limit, memsw_limit;
5314                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
5315                 seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n", limit);
5316                 if (do_swap_account)
5317                         seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
5318                                    memsw_limit);
5319         }
5320
5321         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5322                 long long val = 0;
5323
5324                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5325                         continue;
5326                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5327                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
5328                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
5329         }
5330
5331         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
5332                 unsigned long long val = 0;
5333
5334                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5335                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
5336                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
5337                            mem_cgroup_events_names[i], val);
5338         }
5339
5340         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
5341                 unsigned long long val = 0;
5342
5343                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5344                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
5345                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
5346         }
5347
5348 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5349         {
5350                 int nid, zid;
5351                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5352                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
5353                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
5354                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
5355
5356                 for_each_online_node(nid)
5357                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
5358                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
5359                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
5360
5361                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
5362                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
5363                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
5364                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
5365                         }
5366                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
5367                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
5368                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
5369                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
5370         }
5371 #endif
5372
5373         return 0;
5374 }
5375
5376 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5377                                       struct cftype *cft)
5378 {
5379         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5380
5381         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
5382 }
5383
5384 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5385                                        struct cftype *cft, u64 val)
5386 {
5387         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5388
5389         if (val > 100)
5390                 return -EINVAL;
5391
5392         if (css_parent(css))
5393                 memcg->swappiness = val;
5394         else
5395                 vm_swappiness = val;
5396
5397         return 0;
5398 }
5399
5400 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5401 {
5402         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
5403         u64 usage;
5404         int i;
5405
5406         rcu_read_lock();
5407         if (!swap)
5408                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
5409         else
5410                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
5411
5412         if (!t)
5413                 goto unlock;
5414
5415         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
5416
5417         /*
5418          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
5419          * If it's not true, a threshold was crossed after last
5420          * call of __mem_cgroup_threshold().
5421          */
5422         i = t->current_threshold;
5423
5424         /*
5425          * Iterate backward over array of thresholds starting from
5426          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
5427          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
5428          * only one element of the array here.
5429          */
5430         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
5431                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5432
5433         /* i = current_threshold + 1 */
5434         i++;
5435
5436         /*
5437          * Iterate forward over array of thresholds starting from
5438          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
5439          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
5440          * only one element of the array here.
5441          */
5442         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
5443                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5444
5445         /* Update current_threshold */
5446         t->current_threshold = i - 1;
5447 unlock:
5448         rcu_read_unlock();
5449 }
5450
5451 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
5452 {
5453         while (memcg) {
5454                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
5455                 if (do_swap_account)
5456                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
5457
5458                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5459         }
5460 }
5461
5462 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
5463 {
5464         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
5465         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
5466
5467         if (_a->threshold > _b->threshold)
5468                 return 1;
5469
5470         if (_a->threshold < _b->threshold)
5471                 return -1;
5472
5473         return 0;
5474 }
5475
5476 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
5477 {
5478         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
5479
5480         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
5481                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
5482         return 0;
5483 }
5484
5485 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
5486 {
5487         struct mem_cgroup *iter;
5488
5489         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5490                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
5491 }
5492
5493 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5494         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
5495 {
5496         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5497         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5498         u64 threshold, usage;
5499         int i, size, ret;
5500
5501         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
5502         if (ret)
5503                 return ret;
5504
5505         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5506
5507         if (type == _MEM)
5508                 thresholds = &memcg->thresholds;
5509         else if (type == _MEMSWAP)
5510                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5511         else
5512                 BUG();
5513
5514         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5515
5516         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
5517         if (thresholds->primary)
5518                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5519
5520         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
5521
5522         /* Allocate memory for new array of thresholds */
5523         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5524                         GFP_KERNEL);
5525         if (!new) {
5526                 ret = -ENOMEM;
5527                 goto unlock;
5528         }
5529         new->size = size;
5530
5531         /* Copy thresholds (if any) to new array */
5532         if (thresholds->primary) {
5533                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
5534                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
5535         }
5536
5537         /* Add new threshold */
5538         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
5539         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
5540
5541         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
5542         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5543                         compare_thresholds, NULL);
5544
5545         /* Find current threshold */
5546         new->current_threshold = -1;
5547         for (i = 0; i < size; i++) {
5548                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
5549                         /*
5550                          * new->current_threshold will not be used until
5551                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5552                          * it here.
5553                          */
5554                         ++new->current_threshold;
5555                 } else
5556                         break;
5557         }
5558
5559         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
5560         kfree(thresholds->spare);
5561         thresholds->spare = thresholds->primary;
5562
5563         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5564
5565         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5566         synchronize_rcu();
5567
5568 unlock:
5569         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5570
5571         return ret;
5572 }
5573
5574 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5575         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5576 {
5577         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
5578 }
5579
5580 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5581         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5582 {
5583         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
5584 }
5585
5586 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5587         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
5588 {
5589         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5590         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5591         u64 usage;
5592         int i, j, size;
5593
5594         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5595         if (type == _MEM)
5596                 thresholds = &memcg->thresholds;
5597         else if (type == _MEMSWAP)
5598                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5599         else
5600                 BUG();
5601
5602         if (!thresholds->primary)
5603                 goto unlock;
5604
5605         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5606
5607         /* Check if a threshold crossed before removing */
5608         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5609
5610         /* Calculate new number of threshold */
5611         size = 0;
5612         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5613                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
5614                         size++;
5615         }
5616
5617         new = thresholds->spare;
5618
5619         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
5620         if (!size) {
5621                 kfree(new);
5622                 new = NULL;
5623                 goto swap_buffers;
5624         }
5625
5626         new->size = size;
5627
5628         /* Copy thresholds and find current threshold */
5629         new->current_threshold = -1;
5630         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5631                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
5632                         continue;
5633
5634                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
5635                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
5636                         /*
5637                          * new->current_threshold will not be used
5638                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5639                          * it here.
5640                          */
5641                         ++new->current_threshold;
5642                 }
5643                 j++;
5644         }
5645
5646 swap_buffers:
5647         /* Swap primary and spare array */
5648         thresholds->spare = thresholds->primary;
5649         /* If all events are unregistered, free the spare array */
5650         if (!new) {
5651                 kfree(thresholds->spare);
5652                 thresholds->spare = NULL;
5653         }
5654
5655         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5656
5657         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5658         synchronize_rcu();
5659 unlock:
5660         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5661 }
5662
5663 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5664         struct eventfd_ctx *eventfd)
5665 {
5666         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
5667 }
5668
5669 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5670         struct eventfd_ctx *eventfd)
5671 {
5672         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
5673 }
5674
5675 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5676         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5677 {
5678         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
5679
5680         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5681         if (!event)
5682                 return -ENOMEM;
5683
5684         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5685
5686         event->eventfd = eventfd;
5687         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
5688
5689         /* already in OOM ? */
5690         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5691                 eventfd_signal(eventfd, 1);
5692         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5693
5694         return 0;
5695 }
5696
5697 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5698         struct eventfd_ctx *eventfd)
5699 {
5700         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
5701
5702         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5703
5704         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
5705                 if (ev->eventfd == eventfd) {
5706                         list_del(&ev->list);
5707                         kfree(ev);
5708                 }
5709         }
5710
5711         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5712 }
5713
5714 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
5715 {
5716         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(sf));
5717
5718         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
5719         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)atomic_read(&memcg->under_oom));
5720         return 0;
5721 }
5722
5723 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5724         struct cftype *cft, u64 val)
5725 {
5726         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5727
5728         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
5729         if (!css_parent(css) || !((val == 0) || (val == 1)))
5730                 return -EINVAL;
5731
5732         memcg->oom_kill_disable = val;
5733         if (!val)
5734                 memcg_oom_recover(memcg);
5735
5736         return 0;
5737 }
5738
5739 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5740 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5741 {
5742         int ret;
5743
5744         memcg->kmemcg_id = -1;
5745         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
5746         if (ret)
5747                 return ret;
5748
5749         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
5750 }
5751
5752 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5753 {
5754         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
5755 }
5756
5757 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5758 {
5759         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5760                 return;
5761
5762         /*
5763          * kmem charges can outlive the cgroup. In the case of slab
5764          * pages, for instance, a page contain objects from various
5765          * processes. As we prevent from taking a reference for every
5766          * such allocation we have to be careful when doing uncharge
5767          * (see memcg_uncharge_kmem) and here during offlining.
5768          *
5769          * The idea is that that only the _last_ uncharge which sees
5770          * the dead memcg will drop the last reference. An additional
5771          * reference is taken here before the group is marked dead
5772          * which is then paired with css_put during uncharge resp. here.
5773          *
5774          * Although this might sound strange as this path is called from
5775          * css_offline() when the referencemight have dropped down to 0
5776          * and shouldn't be incremented anymore (css_tryget would fail)
5777          * we do not have other options because of the kmem allocations
5778          * lifetime.
5779          */
5780         css_get(&memcg->css);
5781
5782         memcg_kmem_mark_dead(memcg);
5783
5784         if (res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0)
5785                 return;
5786
5787         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
5788                 css_put(&memcg->css);
5789 }
5790 #else
5791 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5792 {
5793         return 0;
5794 }
5795
5796 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5797 {
5798 }
5799
5800 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5801 {
5802 }
5803 #endif
5804
5805 /*
5806  * DO NOT USE IN NEW FILES.
5807  *
5808  * "cgroup.event_control" implementation.
5809  *
5810  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
5811  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
5812  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
5813  *
5814  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
5815  * possible.
5816  */
5817
5818 /*
5819  * Unregister event and free resources.
5820  *
5821  * Gets called from workqueue.
5822  */
5823 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
5824 {
5825         struct mem_cgroup_event *event =
5826                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
5827         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
5828
5829         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
5830
5831         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
5832
5833         /* Notify userspace the event is going away. */
5834         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
5835
5836         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
5837         kfree(event);
5838         css_put(&memcg->css);
5839 }
5840
5841 /*
5842  * Gets called on POLLHUP on eventfd when user closes it.
5843  *
5844  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
5845  */
5846 static int memcg_event_wake(wait_queue_t *wait, unsigned mode,
5847                             int sync, void *key)
5848 {
5849         struct mem_cgroup_event *event =
5850                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
5851         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
5852         unsigned long flags = (unsigned long)key;
5853
5854         if (flags & POLLHUP) {
5855                 /*
5856                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
5857                  * can simply return knowing the other side will cleanup
5858                  * for us.
5859                  *
5860                  * We can't race against event freeing since the other
5861                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
5862                  * which we hold.
5863                  */
5864                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5865                 if (!list_empty(&event->list)) {
5866                         list_del_init(&event->list);
5867                         /*
5868                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
5869                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
5870                          */
5871                         schedule_work(&event->remove);
5872                 }
5873                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5874         }
5875
5876         return 0;
5877 }
5878
5879 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
5880                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
5881 {
5882         struct mem_cgroup_event *event =
5883                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
5884
5885         event->wqh = wqh;
5886         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
5887 }
5888
5889 /*
5890  * DO NOT USE IN NEW FILES.
5891  *
5892  * Parse input and register new cgroup event handler.
5893  *
5894  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
5895  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
5896  */
5897 static int memcg_write_event_control(struct cgroup_subsys_state *css,
5898                                      struct cftype *cft, char *buffer)
5899 {
5900         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5901         struct mem_cgroup_event *event;
5902         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
5903         unsigned int efd, cfd;
5904         struct fd efile;
5905         struct fd cfile;
5906         const char *name;
5907         char *endp;
5908         int ret;
5909
5910         efd = simple_strtoul(buffer, &endp, 10);
5911         if (*endp != ' ')
5912                 return -EINVAL;
5913         buffer = endp + 1;
5914
5915         cfd = simple_strtoul(buffer, &endp, 10);
5916         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
5917                 return -EINVAL;
5918         buffer = endp + 1;
5919
5920         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5921         if (!event)
5922                 return -ENOMEM;
5923
5924         event->memcg = memcg;
5925         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
5926         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
5927         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
5928         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
5929
5930         efile = fdget(efd);
5931         if (!efile.file) {
5932                 ret = -EBADF;
5933                 goto out_kfree;
5934         }
5935
5936         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
5937         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
5938                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
5939                 goto out_put_efile;
5940         }
5941
5942         cfile = fdget(cfd);
5943         if (!cfile.file) {
5944                 ret = -EBADF;
5945                 goto out_put_eventfd;
5946         }
5947
5948         /* the process need read permission on control file */
5949         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
5950         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
5951         if (ret < 0)
5952                 goto out_put_cfile;
5953
5954         /*
5955          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
5956          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
5957          * about these events.  The following is crude but the whole thing
5958          * is for compatibility anyway.
5959          *
5960          * DO NOT ADD NEW FILES.
5961          */
5962         name = cfile.file->f_dentry->d_name.name;
5963
5964         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
5965                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
5966                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
5967         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
5968                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
5969                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
5970         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
5971                 event->register_event = vmpressure_register_event;
5972                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
5973         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
5974                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
5975                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
5976         } else {
5977                 ret = -EINVAL;
5978                 goto out_put_cfile;
5979         }
5980
5981         /*
5982          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
5983          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
5984          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
5985          */
5986         cfile_css = css_tryget_from_dir(cfile.file->f_dentry->d_parent,
5987                                         &memory_cgrp_subsys);
5988         ret = -EINVAL;
5989         if (IS_ERR(cfile_css))
5990                 goto out_put_cfile;
5991         if (cfile_css != css) {
5992                 css_put(cfile_css);
5993                 goto out_put_cfile;
5994         }
5995
5996         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buffer);
5997         if (ret)
5998                 goto out_put_css;
5999
6000         efile.file->f_op->poll(efile.file, &event->pt);
6001
6002         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
6003         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
6004         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
6005
6006         fdput(cfile);
6007         fdput(efile);
6008
6009         return 0;
6010
6011 out_put_css:
6012         css_put(css);
6013 out_put_cfile:
6014         fdput(cfile);
6015 out_put_eventfd:
6016         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
6017 out_put_efile:
6018         fdput(efile);
6019 out_kfree:
6020         kfree(event);
6021
6022         return ret;
6023 }
6024
6025 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
6026         {
6027                 .name = "usage_in_bytes",
6028                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
6029                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6030         },
6031         {
6032                 .name = "max_usage_in_bytes",
6033                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
6034                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6035                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6036         },
6037         {
6038                 .name = "limit_in_bytes",
6039                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
6040                 .write_string = mem_cgroup_write,
6041                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6042         },
6043         {
6044                 .name = "soft_limit_in_bytes",
6045                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
6046                 .write_string = mem_cgroup_write,
6047                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6048         },
6049         {
6050                 .name = "failcnt",
6051                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
6052                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6053                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6054         },
6055         {
6056                 .name = "stat",
6057                 .seq_show = memcg_stat_show,
6058         },
6059         {
6060                 .name = "force_empty",
6061                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
6062         },
6063         {
6064                 .name = "use_hierarchy",
6065                 .flags = CFTYPE_INSANE,
6066                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
6067                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
6068         },
6069         {
6070                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
6071                 .write_string = memcg_write_event_control,
6072                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX,
6073                 .mode = S_IWUGO,
6074         },
6075         {
6076                 .name = "swappiness",
6077                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
6078                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
6079         },
6080         {
6081                 .name = "move_charge_at_immigrate",
6082                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
6083                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
6084         },
6085         {
6086                 .name = "oom_control",
6087                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
6088                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
6089                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
6090         },
6091         {
6092                 .name = "pressure_level",
6093         },
6094 #ifdef CONFIG_NUMA
6095         {
6096                 .name = "numa_stat",
6097                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
6098         },
6099 #endif
6100 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
6101         {
6102                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
6103                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
6104                 .write_string = mem_cgroup_write,
6105                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6106         },
6107         {
6108                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
6109                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
6110                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6111         },
6112         {
6113                 .name = "kmem.failcnt",
6114                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
6115                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6116                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6117         },
6118         {
6119                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
6120                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
6121                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6122                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6123         },
6124 #ifdef CONFIG_SLABINFO
6125         {
6126                 .name = "kmem.slabinfo",
6127                 .seq_show = mem_cgroup_slabinfo_read,
6128         },
6129 #endif
6130 #endif
6131         { },    /* terminate */
6132 };
6133
6134 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6135 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
6136         {
6137                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
6138                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
6139                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6140         },
6141         {
6142                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
6143                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
6144                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6145                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6146         },
6147         {
6148                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
6149                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
6150                 .write_string = mem_cgroup_write,
6151                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6152         },
6153         {
6154                 .name = "memsw.failcnt",
6155                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
6156                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6157                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6158         },
6159         { },    /* terminate */
6160 };
6161 #endif
6162 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6163 {
6164         struct mem_cgroup_per_node *pn;
6165         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
6166         int zone, tmp = node;
6167         /*
6168          * This routine is called against possible nodes.
6169          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
6170          *
6171          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
6172          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
6173          *       function.
6174          */
6175         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6176                 tmp = -1;
6177         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
6178         if (!pn)
6179                 return 1;
6180
6181         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6182                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
6183                 lruvec_init(&mz->lruvec);
6184                 mz->usage_in_excess = 0;
6185                 mz->on_tree = false;
6186                 mz->memcg = memcg;
6187         }
6188         memcg->nodeinfo[node] = pn;
6189         return 0;
6190 }
6191
6192 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6193 {
6194         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
6195 }
6196
6197 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
6198 {
6199         struct mem_cgroup *memcg;
6200         size_t size;
6201
6202         size = sizeof(struct mem_cgroup);
6203         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
6204
6205         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
6206         if (!memcg)
6207                 return NULL;
6208
6209         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
6210         if (!memcg->stat)
6211                 goto out_free;
6212         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
6213         return memcg;
6214
6215 out_free:
6216         kfree(memcg);
6217         return NULL;
6218 }
6219
6220 /*
6221  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
6222  * (scanning all at force_empty is too costly...)
6223  *
6224  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
6225  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
6226  * it goes down to 0.
6227  *
6228  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
6229  */
6230
6231 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
6232 {
6233         int node;
6234
6235         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
6236
6237         for_each_node(node)
6238                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
6239
6240         free_percpu(memcg->stat);
6241
6242         /*
6243          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
6244          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
6245          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
6246          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
6247          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
6248          *
6249          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
6250          * to move this code around, and make sure it is outside
6251          * the cgroup_lock.
6252          */
6253         disarm_static_keys(memcg);
6254         kfree(memcg);
6255 }
6256
6257 /*
6258  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
6259  */
6260 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
6261 {
6262         if (!memcg->res.parent)
6263                 return NULL;
6264         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
6265 }
6266 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
6267
6268 static void __init mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
6269 {
6270         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
6271         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
6272         int tmp, node, zone;
6273
6274         for_each_node(node) {
6275                 tmp = node;
6276                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6277                         tmp = -1;
6278                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
6279                 BUG_ON(!rtpn);
6280
6281                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
6282
6283                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6284                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
6285                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
6286                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
6287                 }
6288         }
6289 }
6290
6291 static struct cgroup_subsys_state * __ref
6292 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
6293 {
6294         struct mem_cgroup *memcg;
6295         long error = -ENOMEM;
6296         int node;
6297
6298         memcg = mem_cgroup_alloc();
6299         if (!memcg)
6300                 return ERR_PTR(error);
6301
6302         for_each_node(node)
6303                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
6304                         goto free_out;
6305
6306         /* root ? */
6307         if (parent_css == NULL) {
6308                 root_mem_cgroup = memcg;
6309                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6310                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6311                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6312         }
6313
6314         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
6315         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
6316         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
6317         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
6318         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
6319         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
6320         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
6321         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
6322
6323         return &memcg->css;
6324
6325 free_out:
6326         __mem_cgroup_free(memcg);
6327         return ERR_PTR(error);
6328 }
6329
6330 static int
6331 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
6332 {
6333         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6334         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(css));
6335
6336         if (css->cgroup->id > MEM_CGROUP_ID_MAX)
6337                 return -ENOSPC;
6338
6339         if (!parent)
6340                 return 0;
6341
6342         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
6343
6344         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
6345         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
6346         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
6347
6348         if (parent->use_hierarchy) {
6349                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
6350                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
6351                 res_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
6352
6353                 /*
6354                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
6355                  * core guarantees its existence.
6356                  */
6357         } else {
6358                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6359                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6360                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6361                 /*
6362                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
6363                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
6364                  * unfortunate state in our controller.
6365                  */
6366                 if (parent != root_mem_cgroup)
6367                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
6368         }
6369         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
6370
6371         return memcg_init_kmem(memcg, &memory_cgrp_subsys);
6372 }
6373
6374 /*
6375  * Announce all parents that a group from their hierarchy is gone.
6376  */
6377 static void mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *memcg)
6378 {
6379         struct mem_cgroup *parent = memcg;
6380
6381         while ((parent = parent_mem_cgroup(parent)))
6382                 mem_cgroup_iter_invalidate(parent);
6383
6384         /*
6385          * if the root memcg is not hierarchical we have to check it
6386          * explicitely.
6387          */
6388         if (!root_mem_cgroup->use_hierarchy)
6389                 mem_cgroup_iter_invalidate(root_mem_cgroup);
6390 }
6391
6392 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
6393 {
6394         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6395         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
6396         struct cgroup_subsys_state *iter;
6397
6398         /*
6399          * Unregister events and notify userspace.
6400          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
6401          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
6402          */
6403         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
6404         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
6405                 list_del_init(&event->list);
6406                 schedule_work(&event->remove);
6407         }
6408         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
6409
6410         kmem_cgroup_css_offline(memcg);
6411
6412         mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(memcg);
6413
6414         /*
6415          * This requires that offlining is serialized.  Right now that is
6416          * guaranteed because css_killed_work_fn() holds the cgroup_mutex.
6417          */
6418         css_for_each_descendant_post(iter, css)
6419                 mem_cgroup_reparent_charges(mem_cgroup_from_css(iter));
6420
6421         mem_cgroup_destroy_all_caches(memcg);
6422         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
6423 }
6424
6425 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
6426 {
6427         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6428         /*
6429          * XXX: css_offline() would be where we should reparent all
6430          * memory to prepare the cgroup for destruction.  However,
6431          * memcg does not do css_tryget() and res_counter charging
6432          * under the same RCU lock region, which means that charging
6433          * could race with offlining.  Offlining only happens to
6434          * cgroups with no tasks in them but charges can show up
6435          * without any tasks from the swapin path when the target
6436          * memcg is looked up from the swapout record and not from the
6437          * current task as it usually is.  A race like this can leak
6438          * charges and put pages with stale cgroup pointers into
6439          * circulation:
6440          *
6441          * #0                        #1
6442          *                           lookup_swap_cgroup_id()
6443          *                           rcu_read_lock()
6444          *                           mem_cgroup_lookup()
6445          *                           css_tryget()
6446          *                           rcu_read_unlock()
6447          * disable css_tryget()
6448          * call_rcu()
6449          *   offline_css()
6450          *     reparent_charges()
6451          *                           res_counter_charge()
6452          *                           css_put()
6453          *                             css_free()
6454          *                           pc->mem_cgroup = dead memcg
6455          *                           add page to lru
6456          *
6457          * The bulk of the charges are still moved in offline_css() to
6458          * avoid pinning a lot of pages in case a long-term reference
6459          * like a swapout record is deferring the css_free() to long
6460          * after offlining.  But this makes sure we catch any charges
6461          * made after offlining:
6462          */
6463         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
6464
6465         memcg_destroy_kmem(memcg);
6466         __mem_cgroup_free(memcg);
6467 }
6468
6469 #ifdef CONFIG_MMU
6470 /* Handlers for move charge at task migration. */
6471 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
6472 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
6473 {
6474         int ret = 0;
6475         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6476         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
6477
6478         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6479                 mc.precharge += count;
6480                 /* we don't need css_get for root */
6481                 return ret;
6482         }
6483         /* try to charge at once */
6484         if (count > 1) {
6485                 struct res_counter *dummy;
6486                 /*
6487                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
6488                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
6489                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
6490                  * css_get().
6491                  */
6492                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
6493                         goto one_by_one;
6494                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
6495                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
6496                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
6497                         goto one_by_one;
6498                 }
6499                 mc.precharge += count;
6500                 return ret;
6501         }
6502 one_by_one:
6503         /* fall back to one by one charge */
6504         while (count--) {
6505                 if (signal_pending(current)) {
6506                         ret = -EINTR;
6507                         break;
6508                 }
6509                 if (!batch_count--) {
6510                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6511                         cond_resched();
6512                 }
6513                 ret = mem_cgroup_try_charge(memcg, GFP_KERNEL, 1, false);
6514                 if (ret)
6515                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
6516                         return ret;
6517                 mc.precharge++;
6518         }
6519         return ret;
6520 }
6521
6522 /**
6523  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
6524  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
6525  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
6526  * @ptent: the pte to be checked
6527  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
6528  *
6529  * Returns
6530  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
6531  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
6532  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
6533  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
6534  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
6535  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
6536  *     in target->ent.
6537  *
6538  * Called with pte lock held.
6539  */
6540 union mc_target {
6541         struct page     *page;
6542         swp_entry_t     ent;
6543 };
6544
6545 enum mc_target_type {
6546         MC_TARGET_NONE = 0,
6547         MC_TARGET_PAGE,
6548         MC_TARGET_SWAP,
6549 };
6550
6551 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
6552                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
6553 {
6554         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
6555
6556         if (!page || !page_mapped(page))
6557                 return NULL;
6558         if (PageAnon(page)) {
6559                 /* we don't move shared anon */
6560                 if (!move_anon())
6561                         return NULL;
6562         } else if (!move_file())
6563                 /* we ignore mapcount for file pages */
6564                 return NULL;
6565         if (!get_page_unless_zero(page))
6566                 return NULL;
6567
6568         return page;
6569 }
6570
6571 #ifdef CONFIG_SWAP
6572 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6573                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6574 {
6575         struct page *page = NULL;
6576         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
6577
6578         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
6579                 return NULL;
6580         /*
6581          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
6582          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
6583          */
6584         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
6585         if (do_swap_account)
6586                 entry->val = ent.val;
6587
6588         return page;
6589 }
6590 #else
6591 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6592                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6593 {
6594         return NULL;
6595 }
6596 #endif
6597
6598 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
6599                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6600 {
6601         struct page *page = NULL;
6602         struct address_space *mapping;
6603         pgoff_t pgoff;
6604
6605         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
6606                 return NULL;
6607         if (!move_file())
6608                 return NULL;
6609
6610         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
6611         if (pte_none(ptent))
6612                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
6613         else /* pte_file(ptent) is true */
6614                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
6615
6616         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
6617 #ifdef CONFIG_SWAP
6618         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
6619         if (shmem_mapping(mapping)) {
6620                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
6621                 if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
6622                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
6623                         if (do_swap_account)
6624                                 *entry = swp;
6625                         page = find_get_page(swap_address_space(swp), swp.val);
6626                 }
6627         } else
6628                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
6629 #else
6630         page = find_get_page(mapping, pgoff);
6631 #endif
6632         return page;
6633 }
6634
6635 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
6636                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
6637 {
6638         struct page *page = NULL;
6639         struct page_cgroup *pc;
6640         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6641         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
6642
6643         if (pte_present(ptent))
6644                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
6645         else if (is_swap_pte(ptent))
6646                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6647         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
6648                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6649
6650         if (!page && !ent.val)
6651                 return ret;
6652         if (page) {
6653                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6654                 /*
6655                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
6656                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
6657                  * the lock.
6658                  */
6659                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6660                         ret = MC_TARGET_PAGE;
6661                         if (target)
6662                                 target->page = page;
6663                 }
6664                 if (!ret || !target)
6665                         put_page(page);
6666         }
6667         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
6668         if (ent.val && !ret &&
6669             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
6670                 ret = MC_TARGET_SWAP;
6671                 if (target)
6672                         target->ent = ent;
6673         }
6674         return ret;
6675 }
6676
6677 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
6678 /*
6679  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
6680  * support them for now.
6681  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
6682  */
6683 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6684                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6685 {
6686         struct page *page = NULL;
6687         struct page_cgroup *pc;
6688         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6689
6690         page = pmd_page(pmd);
6691         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
6692         if (!move_anon())
6693                 return ret;
6694         pc = lookup_page_cgroup(page);
6695         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6696                 ret = MC_TARGET_PAGE;
6697                 if (target) {
6698                         get_page(page);
6699                         target->page = page;
6700                 }
6701         }
6702         return ret;
6703 }
6704 #else
6705 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6706                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6707 {
6708         return MC_TARGET_NONE;
6709 }
6710 #endif
6711
6712 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
6713                                         unsigned long addr, unsigned long end,
6714                                         struct mm_walk *walk)
6715 {
6716         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6717         pte_t *pte;
6718         spinlock_t *ptl;
6719
6720         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
6721                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
6722                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
6723                 spin_unlock(ptl);
6724                 return 0;
6725         }
6726
6727         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6728                 return 0;
6729         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6730         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
6731                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
6732                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
6733         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6734         cond_resched();
6735
6736         return 0;
6737 }
6738
6739 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
6740 {
6741         unsigned long precharge;
6742         struct vm_area_struct *vma;
6743
6744         down_read(&mm->mmap_sem);
6745         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6746                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
6747                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
6748                         .mm = mm,
6749                         .private = vma,
6750                 };
6751                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6752                         continue;
6753                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6754                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
6755         }
6756         up_read(&mm->mmap_sem);
6757
6758         precharge = mc.precharge;
6759         mc.precharge = 0;
6760
6761         return precharge;
6762 }
6763
6764 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
6765 {
6766         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
6767
6768         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
6769         mc.moving_task = current;
6770         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
6771 }
6772
6773 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
6774 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
6775 {
6776         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6777         struct mem_cgroup *to = mc.to;
6778         int i;
6779
6780         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
6781         if (mc.precharge) {
6782                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
6783                 mc.precharge = 0;
6784         }
6785         /*
6786          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
6787          * we must uncharge here.
6788          */
6789         if (mc.moved_charge) {
6790                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
6791                 mc.moved_charge = 0;
6792         }
6793         /* we must fixup refcnts and charges */
6794         if (mc.moved_swap) {
6795                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
6796                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
6797                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
6798                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6799
6800                 for (i = 0; i < mc.moved_swap; i++)
6801                         css_put(&mc.from->css);
6802
6803                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
6804                         /*
6805                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
6806                          * uncharge to->res.
6807                          */
6808                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
6809                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6810                 }
6811                 /* we've already done css_get(mc.to) */
6812                 mc.moved_swap = 0;
6813         }
6814         memcg_oom_recover(from);
6815         memcg_oom_recover(to);
6816         wake_up_all(&mc.waitq);
6817 }
6818
6819 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
6820 {
6821         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6822
6823         /*
6824          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
6825          * task migration.
6826          */
6827         mc.moving_task = NULL;
6828         __mem_cgroup_clear_mc();
6829         spin_lock(&mc.lock);
6830         mc.from = NULL;
6831         mc.to = NULL;
6832         spin_unlock(&mc.lock);
6833         mem_cgroup_end_move(from);
6834 }
6835
6836 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6837                                  struct cgroup_taskset *tset)
6838 {
6839         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6840         int ret = 0;
6841         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6842         unsigned long move_charge_at_immigrate;
6843
6844         /*
6845          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
6846          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
6847          * So we need to save it, and keep it going.
6848          */
6849         move_charge_at_immigrate  = memcg->move_charge_at_immigrate;
6850         if (move_charge_at_immigrate) {
6851                 struct mm_struct *mm;
6852                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
6853
6854                 VM_BUG_ON(from == memcg);
6855
6856                 mm = get_task_mm(p);
6857                 if (!mm)
6858                         return 0;
6859                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
6860                 if (mm->owner == p) {
6861                         VM_BUG_ON(mc.from);
6862                         VM_BUG_ON(mc.to);
6863                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
6864                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
6865                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
6866                         mem_cgroup_start_move(from);
6867                         spin_lock(&mc.lock);
6868                         mc.from = from;
6869                         mc.to = memcg;
6870                         mc.immigrate_flags = move_charge_at_immigrate;
6871                         spin_unlock(&mc.lock);
6872                         /* We set mc.moving_task later */
6873
6874                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6875                         if (ret)
6876                                 mem_cgroup_clear_mc();
6877                 }
6878                 mmput(mm);
6879         }
6880         return ret;
6881 }
6882
6883 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6884                                      struct cgroup_taskset *tset)
6885 {
6886         mem_cgroup_clear_mc();
6887 }
6888
6889 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6890                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6891                                 struct mm_walk *walk)
6892 {
6893         int ret = 0;
6894         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6895         pte_t *pte;
6896         spinlock_t *ptl;
6897         enum mc_target_type target_type;
6898         union mc_target target;
6899         struct page *page;
6900         struct page_cgroup *pc;
6901
6902         /*
6903          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
6904          * happens because:
6905          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
6906          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
6907          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
6908          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
6909          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
6910          *    part of thp split is not executed yet.
6911          */
6912         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
6913                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6914                         spin_unlock(ptl);
6915                         return 0;
6916                 }
6917                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6918                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6919                         page = target.page;
6920                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6921                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6922                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
6923                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
6924                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6925                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6926                                 }
6927                                 putback_lru_page(page);
6928                         }
6929                         put_page(page);
6930                 }
6931                 spin_unlock(ptl);
6932                 return 0;
6933         }
6934
6935         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6936                 return 0;
6937 retry:
6938         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6939         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6940                 pte_t ptent = *(pte++);
6941                 swp_entry_t ent;
6942
6943                 if (!mc.precharge)
6944                         break;
6945
6946                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6947                 case MC_TARGET_PAGE:
6948                         page = target.page;
6949                         if (isolate_lru_page(page))
6950                                 goto put;
6951                         pc = lookup_page_cgroup(page);
6952                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
6953                                                      mc.from, mc.to)) {
6954                                 mc.precharge--;
6955                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6956                                 mc.moved_charge++;
6957                         }
6958                         putback_lru_page(page);
6959 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6960                         put_page(page);
6961                         break;
6962                 case MC_TARGET_SWAP:
6963                         ent = target.ent;
6964                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6965                                 mc.precharge--;
6966                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
6967                                 mc.moved_swap++;
6968                         }
6969                         break;
6970                 default:
6971                         break;
6972                 }
6973         }
6974         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6975         cond_resched();
6976
6977         if (addr != end) {
6978                 /*
6979                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6980                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6981                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6982                  * phase.
6983                  */
6984                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6985                 if (!ret)
6986                         goto retry;
6987         }
6988
6989         return ret;
6990 }
6991
6992 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
6993 {
6994         struct vm_area_struct *vma;
6995
6996         lru_add_drain_all();
6997 retry:
6998         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
6999                 /*
7000                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
7001                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
7002                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
7003                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
7004                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
7005                  */
7006                 __mem_cgroup_clear_mc();
7007                 cond_resched();
7008                 goto retry;
7009         }
7010         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
7011                 int ret;
7012                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
7013                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
7014                         .mm = mm,
7015                         .private = vma,
7016                 };
7017                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
7018                         continue;
7019                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
7020                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
7021                 if (ret)
7022                         /*
7023                          * means we have consumed all precharges and failed in
7024                          * doing additional charge. Just abandon here.
7025                          */
7026                         break;
7027         }
7028         up_read(&mm->mmap_sem);
7029 }
7030
7031 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
7032                                  struct cgroup_taskset *tset)
7033 {
7034         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
7035         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
7036
7037         if (mm) {
7038                 if (mc.to)
7039                         mem_cgroup_move_charge(mm);
7040                 mmput(mm);
7041         }
7042         if (mc.to)
7043                 mem_cgroup_clear_mc();
7044 }
7045 #else   /* !CONFIG_MMU */
7046 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
7047                                  struct cgroup_taskset *tset)
7048 {
7049         return 0;
7050 }
7051 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
7052                                      struct cgroup_taskset *tset)
7053 {
7054 }
7055 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
7056                                  struct cgroup_taskset *tset)
7057 {
7058 }
7059 #endif
7060
7061 /*
7062  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
7063  * to verify sane_behavior flag on each mount attempt.
7064  */
7065 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
7066 {
7067         /*
7068          * use_hierarchy is forced with sane_behavior.  cgroup core
7069          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
7070          * on for the root memcg is enough.
7071          */
7072         if (cgroup_sane_behavior(root_css->cgroup))
7073                 mem_cgroup_from_css(root_css)->use_hierarchy = true;
7074 }
7075
7076 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
7077         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
7078         .css_online = mem_cgroup_css_online,
7079         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
7080         .css_free = mem_cgroup_css_free,
7081         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
7082         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
7083         .attach = mem_cgroup_move_task,
7084         .bind = mem_cgroup_bind,
7085         .base_cftypes = mem_cgroup_files,
7086         .early_init = 0,
7087 };
7088
7089 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
7090 static int __init enable_swap_account(char *s)
7091 {
7092         if (!strcmp(s, "1"))
7093                 really_do_swap_account = 1;
7094         else if (!strcmp(s, "0"))
7095                 really_do_swap_account = 0;
7096         return 1;
7097 }
7098 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
7099
7100 static void __init memsw_file_init(void)
7101 {
7102         WARN_ON(cgroup_add_cftypes(&memory_cgrp_subsys, memsw_cgroup_files));
7103 }
7104
7105 static void __init enable_swap_cgroup(void)
7106 {
7107         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
7108                 do_swap_account = 1;
7109                 memsw_file_init();
7110         }
7111 }
7112
7113 #else
7114 static void __init enable_swap_cgroup(void)
7115 {
7116 }
7117 #endif
7118
7119 /*
7120  * subsys_initcall() for memory controller.
7121  *
7122  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
7123  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
7124  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
7125  * be initialized from here.
7126  */
7127 static int __init mem_cgroup_init(void)
7128 {
7129         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
7130         enable_swap_cgroup();
7131         mem_cgroup_soft_limit_tree_init();
7132         memcg_stock_init();
7133         return 0;
7134 }
7135 subsys_initcall(mem_cgroup_init);