OSDN Git Service

memcg: simplify mem_cgroup_iter
[uclinux-h8/linux.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * Kernel Memory Controller
14  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
15  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
16  *
17  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
18  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
19  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
20  * (at your option) any later version.
21  *
22  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
23  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
24  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
25  * GNU General Public License for more details.
26  */
27
28 #include <linux/res_counter.h>
29 #include <linux/memcontrol.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31 #include <linux/mm.h>
32 #include <linux/hugetlb.h>
33 #include <linux/pagemap.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/page-flags.h>
36 #include <linux/backing-dev.h>
37 #include <linux/bit_spinlock.h>
38 #include <linux/rcupdate.h>
39 #include <linux/limits.h>
40 #include <linux/export.h>
41 #include <linux/mutex.h>
42 #include <linux/rbtree.h>
43 #include <linux/slab.h>
44 #include <linux/swap.h>
45 #include <linux/swapops.h>
46 #include <linux/spinlock.h>
47 #include <linux/eventfd.h>
48 #include <linux/sort.h>
49 #include <linux/fs.h>
50 #include <linux/seq_file.h>
51 #include <linux/vmalloc.h>
52 #include <linux/mm_inline.h>
53 #include <linux/page_cgroup.h>
54 #include <linux/cpu.h>
55 #include <linux/oom.h>
56 #include "internal.h"
57 #include <net/sock.h>
58 #include <net/ip.h>
59 #include <net/tcp_memcontrol.h>
60
61 #include <asm/uaccess.h>
62
63 #include <trace/events/vmscan.h>
64
65 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys __read_mostly;
66 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_subsys);
67
68 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
69 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
70
71 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
72 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
73 int do_swap_account __read_mostly;
74
75 /* for remember boot option*/
76 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
77 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
78 #else
79 static int really_do_swap_account __initdata = 0;
80 #endif
81
82 #else
83 #define do_swap_account         0
84 #endif
85
86
87 /*
88  * Statistics for memory cgroup.
89  */
90 enum mem_cgroup_stat_index {
91         /*
92          * For MEM_CONTAINER_TYPE_ALL, usage = pagecache + rss.
93          */
94         MEM_CGROUP_STAT_CACHE,     /* # of pages charged as cache */
95         MEM_CGROUP_STAT_RSS,       /* # of pages charged as anon rss */
96         MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED,  /* # of pages charged as file rss */
97         MEM_CGROUP_STAT_SWAP, /* # of pages, swapped out */
98         MEM_CGROUP_STAT_NSTATS,
99 };
100
101 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
102         "cache",
103         "rss",
104         "mapped_file",
105         "swap",
106 };
107
108 enum mem_cgroup_events_index {
109         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
110         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
111         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
112         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
113         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
114 };
115
116 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
117         "pgpgin",
118         "pgpgout",
119         "pgfault",
120         "pgmajfault",
121 };
122
123 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
124         "inactive_anon",
125         "active_anon",
126         "inactive_file",
127         "active_file",
128         "unevictable",
129 };
130
131 /*
132  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
133  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
134  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
135  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
136  */
137 enum mem_cgroup_events_target {
138         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
139         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
140         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
141         MEM_CGROUP_NTARGETS,
142 };
143 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
144 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
145 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
146
147 struct mem_cgroup_stat_cpu {
148         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
149         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
150         unsigned long nr_page_events;
151         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
152 };
153
154 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
155         /*
156          * last scanned hierarchy member. Valid only if last_dead_count
157          * matches memcg->dead_count of the hierarchy root group.
158          */
159         struct mem_cgroup *last_visited;
160         unsigned long last_dead_count;
161
162         /* scan generation, increased every round-trip */
163         unsigned int generation;
164 };
165
166 /*
167  * per-zone information in memory controller.
168  */
169 struct mem_cgroup_per_zone {
170         struct lruvec           lruvec;
171         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
172
173         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
174
175         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
176         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
177                                                 /* the soft limit is exceeded*/
178         bool                    on_tree;
179         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
180                                                 /* use container_of        */
181 };
182
183 struct mem_cgroup_per_node {
184         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
185 };
186
187 struct mem_cgroup_lru_info {
188         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[0];
189 };
190
191 /*
192  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
193  * their hierarchy representation
194  */
195
196 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
197         struct rb_root rb_root;
198         spinlock_t lock;
199 };
200
201 struct mem_cgroup_tree_per_node {
202         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
203 };
204
205 struct mem_cgroup_tree {
206         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
207 };
208
209 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
210
211 struct mem_cgroup_threshold {
212         struct eventfd_ctx *eventfd;
213         u64 threshold;
214 };
215
216 /* For threshold */
217 struct mem_cgroup_threshold_ary {
218         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
219         int current_threshold;
220         /* Size of entries[] */
221         unsigned int size;
222         /* Array of thresholds */
223         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
224 };
225
226 struct mem_cgroup_thresholds {
227         /* Primary thresholds array */
228         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
229         /*
230          * Spare threshold array.
231          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
232          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
233          */
234         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
235 };
236
237 /* for OOM */
238 struct mem_cgroup_eventfd_list {
239         struct list_head list;
240         struct eventfd_ctx *eventfd;
241 };
242
243 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
244 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
245
246 /*
247  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
248  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
249  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
250  * to help the administrator determine what knobs to tune.
251  *
252  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
253  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
254  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
255  * a feature that will be implemented much later in the future.
256  */
257 struct mem_cgroup {
258         struct cgroup_subsys_state css;
259         /*
260          * the counter to account for memory usage
261          */
262         struct res_counter res;
263
264         union {
265                 /*
266                  * the counter to account for mem+swap usage.
267                  */
268                 struct res_counter memsw;
269
270                 /*
271                  * rcu_freeing is used only when freeing struct mem_cgroup,
272                  * so put it into a union to avoid wasting more memory.
273                  * It must be disjoint from the css field.  It could be
274                  * in a union with the res field, but res plays a much
275                  * larger part in mem_cgroup life than memsw, and might
276                  * be of interest, even at time of free, when debugging.
277                  * So share rcu_head with the less interesting memsw.
278                  */
279                 struct rcu_head rcu_freeing;
280                 /*
281                  * We also need some space for a worker in deferred freeing.
282                  * By the time we call it, rcu_freeing is no longer in use.
283                  */
284                 struct work_struct work_freeing;
285         };
286
287         /*
288          * the counter to account for kernel memory usage.
289          */
290         struct res_counter kmem;
291         /*
292          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
293          */
294         bool use_hierarchy;
295         unsigned long kmem_account_flags; /* See KMEM_ACCOUNTED_*, below */
296
297         bool            oom_lock;
298         atomic_t        under_oom;
299
300         atomic_t        refcnt;
301
302         int     swappiness;
303         /* OOM-Killer disable */
304         int             oom_kill_disable;
305
306         /* set when res.limit == memsw.limit */
307         bool            memsw_is_minimum;
308
309         /* protect arrays of thresholds */
310         struct mutex thresholds_lock;
311
312         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
313         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
314
315         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
316         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
317
318         /* For oom notifier event fd */
319         struct list_head oom_notify;
320
321         /*
322          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
323          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
324          */
325         unsigned long   move_charge_at_immigrate;
326         /*
327          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
328          */
329         atomic_t        moving_account;
330         /* taken only while moving_account > 0 */
331         spinlock_t      move_lock;
332         /*
333          * percpu counter.
334          */
335         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
336         /*
337          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
338          * See mem_cgroup_read_stat().
339          */
340         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
341         spinlock_t pcp_counter_lock;
342
343         atomic_t        dead_count;
344 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
345         struct tcp_memcontrol tcp_mem;
346 #endif
347 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
348         /* analogous to slab_common's slab_caches list. per-memcg */
349         struct list_head memcg_slab_caches;
350         /* Not a spinlock, we can take a lot of time walking the list */
351         struct mutex slab_caches_mutex;
352         /* Index in the kmem_cache->memcg_params->memcg_caches array */
353         int kmemcg_id;
354 #endif
355
356         int last_scanned_node;
357 #if MAX_NUMNODES > 1
358         nodemask_t      scan_nodes;
359         atomic_t        numainfo_events;
360         atomic_t        numainfo_updating;
361 #endif
362         /*
363          * Per cgroup active and inactive list, similar to the
364          * per zone LRU lists.
365          *
366          * WARNING: This has to be the last element of the struct. Don't
367          * add new fields after this point.
368          */
369         struct mem_cgroup_lru_info info;
370 };
371
372 static size_t memcg_size(void)
373 {
374         return sizeof(struct mem_cgroup) +
375                 nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node);
376 }
377
378 /* internal only representation about the status of kmem accounting. */
379 enum {
380         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE = 0, /* accounted by this cgroup itself */
381         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, /* static key enabled. */
382         KMEM_ACCOUNTED_DEAD, /* dead memcg with pending kmem charges */
383 };
384
385 /* We account when limit is on, but only after call sites are patched */
386 #define KMEM_ACCOUNTED_MASK \
387                 ((1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE) | (1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED))
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_set_activated(struct mem_cgroup *memcg)
401 {
402         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
403 }
404
405 static void memcg_kmem_clear_activated(struct mem_cgroup *memcg)
406 {
407         clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
408 }
409
410 static void memcg_kmem_mark_dead(struct mem_cgroup *memcg)
411 {
412         if (test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags))
413                 set_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD, &memcg->kmem_account_flags);
414 }
415
416 static bool memcg_kmem_test_and_clear_dead(struct mem_cgroup *memcg)
417 {
418         return test_and_clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD,
419                                   &memcg->kmem_account_flags);
420 }
421 #endif
422
423 /* Stuffs for move charges at task migration. */
424 /*
425  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" and
426  * "immigrate_flags" are treated as a left-shifted bitmap of these types.
427  */
428 enum move_type {
429         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
430         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
431         NR_MOVE_TYPE,
432 };
433
434 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
435 static struct move_charge_struct {
436         spinlock_t        lock; /* for from, to */
437         struct mem_cgroup *from;
438         struct mem_cgroup *to;
439         unsigned long immigrate_flags;
440         unsigned long precharge;
441         unsigned long moved_charge;
442         unsigned long moved_swap;
443         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
444         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
445 } mc = {
446         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
447         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
448 };
449
450 static bool move_anon(void)
451 {
452         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON, &mc.immigrate_flags);
453 }
454
455 static bool move_file(void)
456 {
457         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE, &mc.immigrate_flags);
458 }
459
460 /*
461  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
462  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
463  */
464 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
465 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
466
467 enum charge_type {
468         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
469         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
470         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
471         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
472         NR_CHARGE_TYPE,
473 };
474
475 /* for encoding cft->private value on file */
476 enum res_type {
477         _MEM,
478         _MEMSWAP,
479         _OOM_TYPE,
480         _KMEM,
481 };
482
483 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
484 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
485 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
486 /* Used for OOM nofiier */
487 #define OOM_CONTROL             (0)
488
489 /*
490  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
491  */
492 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
493 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
494 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
495 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
496
497 /*
498  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
499  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
500  * appearing has to hold it as well.
501  */
502 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
503
504 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg);
505 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg);
506
507 static inline
508 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
509 {
510         return container_of(s, struct mem_cgroup, css);
511 }
512
513 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
514 {
515         return (memcg == root_mem_cgroup);
516 }
517
518 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
519 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
520
521 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
522 {
523         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
524                 struct mem_cgroup *memcg;
525                 struct cg_proto *cg_proto;
526
527                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
528
529                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
530                  * filled. It won't however, necessarily happen from
531                  * process context. So the test for root memcg given
532                  * the current task's memcg won't help us in this case.
533                  *
534                  * Respecting the original socket's memcg is a better
535                  * decision in this case.
536                  */
537                 if (sk->sk_cgrp) {
538                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
539                         mem_cgroup_get(sk->sk_cgrp->memcg);
540                         return;
541                 }
542
543                 rcu_read_lock();
544                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
545                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
546                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) && memcg_proto_active(cg_proto)) {
547                         mem_cgroup_get(memcg);
548                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
549                 }
550                 rcu_read_unlock();
551         }
552 }
553 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
554
555 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
556 {
557         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
558                 struct mem_cgroup *memcg;
559                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
560                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
561                 mem_cgroup_put(memcg);
562         }
563 }
564
565 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
566 {
567         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
568                 return NULL;
569
570         return &memcg->tcp_mem.cg_proto;
571 }
572 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
573
574 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
575 {
576         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem.cg_proto))
577                 return;
578         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
579 }
580 #else
581 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
582 {
583 }
584 #endif
585
586 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
587 /*
588  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params->memcg_caches.
589  * There are two main reasons for not using the css_id for this:
590  *  1) this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
591  *     but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
592  *     memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
593  *     200 entry array for that.
594  *
595  *  2) In order not to violate the cgroup API, we would like to do all memory
596  *     allocation in ->create(). At that point, we haven't yet allocated the
597  *     css_id. Having a separate index prevents us from messing with the cgroup
598  *     core for this
599  *
600  * The current size of the caches array is stored in
601  * memcg_limited_groups_array_size.  It will double each time we have to
602  * increase it.
603  */
604 static DEFINE_IDA(kmem_limited_groups);
605 int memcg_limited_groups_array_size;
606
607 /*
608  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
609  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
610  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
611  * tunable, but that is strictly not necessary.
612  *
613  * MAX_SIZE should be as large as the number of css_ids. Ideally, we could get
614  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
615  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
616  * css_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
617  * increase ours as well if it increases.
618  */
619 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
620 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE 65535
621
622 /*
623  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
624  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
625  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
626  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
627  */
628 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
629 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
630
631 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
632 {
633         if (memcg_kmem_is_active(memcg)) {
634                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
635                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg->kmemcg_id);
636         }
637         /*
638          * This check can't live in kmem destruction function,
639          * since the charges will outlive the cgroup
640          */
641         WARN_ON(res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0);
642 }
643 #else
644 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
645 {
646 }
647 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
648
649 static void disarm_static_keys(struct mem_cgroup *memcg)
650 {
651         disarm_sock_keys(memcg);
652         disarm_kmem_keys(memcg);
653 }
654
655 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
656
657 static struct mem_cgroup_per_zone *
658 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
659 {
660         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
661         return &memcg->info.nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
662 }
663
664 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
665 {
666         return &memcg->css;
667 }
668
669 static struct mem_cgroup_per_zone *
670 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
671 {
672         int nid = page_to_nid(page);
673         int zid = page_zonenum(page);
674
675         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
676 }
677
678 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
679 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
680 {
681         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
682 }
683
684 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
685 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
686 {
687         int nid = page_to_nid(page);
688         int zid = page_zonenum(page);
689
690         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
691 }
692
693 static void
694 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
695                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
696                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
697                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
698 {
699         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
700         struct rb_node *parent = NULL;
701         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
702
703         if (mz->on_tree)
704                 return;
705
706         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
707         if (!mz->usage_in_excess)
708                 return;
709         while (*p) {
710                 parent = *p;
711                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
712                                         tree_node);
713                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
714                         p = &(*p)->rb_left;
715                 /*
716                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
717                  * limit by the same amount
718                  */
719                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
720                         p = &(*p)->rb_right;
721         }
722         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
723         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
724         mz->on_tree = true;
725 }
726
727 static void
728 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
729                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
730                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
731 {
732         if (!mz->on_tree)
733                 return;
734         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
735         mz->on_tree = false;
736 }
737
738 static void
739 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
740                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
741                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
742 {
743         spin_lock(&mctz->lock);
744         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
745         spin_unlock(&mctz->lock);
746 }
747
748
749 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
750 {
751         unsigned long long excess;
752         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
753         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
754         int nid = page_to_nid(page);
755         int zid = page_zonenum(page);
756         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
757
758         /*
759          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
760          * because their event counter is not touched.
761          */
762         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
763                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
764                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
765                 /*
766                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
767                  * mem is over its softlimit.
768                  */
769                 if (excess || mz->on_tree) {
770                         spin_lock(&mctz->lock);
771                         /* if on-tree, remove it */
772                         if (mz->on_tree)
773                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
774                         /*
775                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
776                          * If excess is 0, no tree ops.
777                          */
778                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
779                         spin_unlock(&mctz->lock);
780                 }
781         }
782 }
783
784 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
785 {
786         int node, zone;
787         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
788         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
789
790         for_each_node(node) {
791                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
792                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
793                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
794                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
795                 }
796         }
797 }
798
799 static struct mem_cgroup_per_zone *
800 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
801 {
802         struct rb_node *rightmost = NULL;
803         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
804
805 retry:
806         mz = NULL;
807         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
808         if (!rightmost)
809                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
810
811         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
812         /*
813          * Remove the node now but someone else can add it back,
814          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
815          * position in the tree.
816          */
817         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
818         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
819                 !css_tryget(&mz->memcg->css))
820                 goto retry;
821 done:
822         return mz;
823 }
824
825 static struct mem_cgroup_per_zone *
826 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
827 {
828         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
829
830         spin_lock(&mctz->lock);
831         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
832         spin_unlock(&mctz->lock);
833         return mz;
834 }
835
836 /*
837  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
838  *
839  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
840  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
841  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
842  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
843  *
844  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
845  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
846  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
847  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
848  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
849  *
850  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
851  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
852  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
853  * implemented.
854  */
855 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
856                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
857 {
858         long val = 0;
859         int cpu;
860
861         get_online_cpus();
862         for_each_online_cpu(cpu)
863                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
864 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
865         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
866         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
867         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
868 #endif
869         put_online_cpus();
870         return val;
871 }
872
873 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
874                                          bool charge)
875 {
876         int val = (charge) ? 1 : -1;
877         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
878 }
879
880 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
881                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
882 {
883         unsigned long val = 0;
884         int cpu;
885
886         for_each_online_cpu(cpu)
887                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
888 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
889         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
890         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
891         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
892 #endif
893         return val;
894 }
895
896 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
897                                          bool anon, int nr_pages)
898 {
899         preempt_disable();
900
901         /*
902          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
903          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
904          */
905         if (anon)
906                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
907                                 nr_pages);
908         else
909                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
910                                 nr_pages);
911
912         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
913         if (nr_pages > 0)
914                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
915         else {
916                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
917                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
918         }
919
920         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
921
922         preempt_enable();
923 }
924
925 unsigned long
926 mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
927 {
928         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
929
930         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
931         return mz->lru_size[lru];
932 }
933
934 static unsigned long
935 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
936                         unsigned int lru_mask)
937 {
938         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
939         enum lru_list lru;
940         unsigned long ret = 0;
941
942         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
943
944         for_each_lru(lru) {
945                 if (BIT(lru) & lru_mask)
946                         ret += mz->lru_size[lru];
947         }
948         return ret;
949 }
950
951 static unsigned long
952 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
953                         int nid, unsigned int lru_mask)
954 {
955         u64 total = 0;
956         int zid;
957
958         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
959                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
960                                                 nid, zid, lru_mask);
961
962         return total;
963 }
964
965 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
966                         unsigned int lru_mask)
967 {
968         int nid;
969         u64 total = 0;
970
971         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
972                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
973         return total;
974 }
975
976 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
977                                        enum mem_cgroup_events_target target)
978 {
979         unsigned long val, next;
980
981         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
982         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
983         /* from time_after() in jiffies.h */
984         if ((long)next - (long)val < 0) {
985                 switch (target) {
986                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
987                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
988                         break;
989                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
990                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
991                         break;
992                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
993                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
994                         break;
995                 default:
996                         break;
997                 }
998                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
999                 return true;
1000         }
1001         return false;
1002 }
1003
1004 /*
1005  * Check events in order.
1006  *
1007  */
1008 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
1009 {
1010         preempt_disable();
1011         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
1012         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1013                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
1014                 bool do_softlimit;
1015                 bool do_numainfo __maybe_unused;
1016
1017                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1018                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
1019 #if MAX_NUMNODES > 1
1020                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1021                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
1022 #endif
1023                 preempt_enable();
1024
1025                 mem_cgroup_threshold(memcg);
1026                 if (unlikely(do_softlimit))
1027                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
1028 #if MAX_NUMNODES > 1
1029                 if (unlikely(do_numainfo))
1030                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
1031 #endif
1032         } else
1033                 preempt_enable();
1034 }
1035
1036 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_cont(struct cgroup *cont)
1037 {
1038         return mem_cgroup_from_css(
1039                 cgroup_subsys_state(cont, mem_cgroup_subsys_id));
1040 }
1041
1042 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1043 {
1044         /*
1045          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1046          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1047          * So this can be called with p == NULL.
1048          */
1049         if (unlikely(!p))
1050                 return NULL;
1051
1052         return mem_cgroup_from_css(task_subsys_state(p, mem_cgroup_subsys_id));
1053 }
1054
1055 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1056 {
1057         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1058
1059         if (!mm)
1060                 return NULL;
1061         /*
1062          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
1063          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
1064          * pessimistic (rather than adding locks here).
1065          */
1066         rcu_read_lock();
1067         do {
1068                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1069                 if (unlikely(!memcg))
1070                         break;
1071         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1072         rcu_read_unlock();
1073         return memcg;
1074 }
1075
1076 /**
1077  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1078  * @root: hierarchy root
1079  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1080  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1081  *
1082  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1083  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1084  *
1085  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1086  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1087  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1088  *
1089  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
1090  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1091  * reclaimers operating on the same zone and priority.
1092  */
1093 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1094                                    struct mem_cgroup *prev,
1095                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1096 {
1097         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1098         struct mem_cgroup *last_visited = NULL;
1099         unsigned long uninitialized_var(dead_count);
1100
1101         if (mem_cgroup_disabled())
1102                 return NULL;
1103
1104         if (!root)
1105                 root = root_mem_cgroup;
1106
1107         if (prev && !reclaim)
1108                 last_visited = prev;
1109
1110         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1111                 if (prev)
1112                         goto out_css_put;
1113                 return root;
1114         }
1115
1116         rcu_read_lock();
1117         while (!memcg) {
1118                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1119
1120                 if (reclaim) {
1121                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
1122                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
1123                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1124
1125                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
1126                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
1127                         last_visited = iter->last_visited;
1128                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation) {
1129                                 iter->last_visited = NULL;
1130                                 goto out_unlock;
1131                         }
1132
1133                         /*
1134                          * If the dead_count mismatches, a destruction
1135                          * has happened or is happening concurrently.
1136                          * If the dead_count matches, a destruction
1137                          * might still happen concurrently, but since
1138                          * we checked under RCU, that destruction
1139                          * won't free the object until we release the
1140                          * RCU reader lock.  Thus, the dead_count
1141                          * check verifies the pointer is still valid,
1142                          * css_tryget() verifies the cgroup pointed to
1143                          * is alive.
1144                          */
1145                         dead_count = atomic_read(&root->dead_count);
1146                         smp_rmb();
1147                         last_visited = iter->last_visited;
1148                         if (last_visited) {
1149                                 if ((dead_count != iter->last_dead_count) ||
1150                                         !css_tryget(&last_visited->css)) {
1151                                         last_visited = NULL;
1152                                 }
1153                         }
1154                 }
1155
1156                 /*
1157                  * Root is not visited by cgroup iterators so it needs an
1158                  * explicit visit.
1159                  */
1160                 if (!last_visited) {
1161                         memcg = root;
1162                 } else {
1163                         struct cgroup *prev_cgroup, *next_cgroup;
1164
1165                         prev_cgroup = (last_visited == root) ? NULL
1166                                 : last_visited->css.cgroup;
1167 skip_node:
1168                         next_cgroup = cgroup_next_descendant_pre(
1169                                         prev_cgroup, root->css.cgroup);
1170
1171                         /*
1172                          * Even if we found a group we have to make sure it is
1173                          * alive. css && !memcg means that the groups should be
1174                          * skipped and we should continue the tree walk.
1175                          * last_visited css is safe to use because it is
1176                          * protected by css_get and the tree walk is rcu safe.
1177                          */
1178                         if (next_cgroup) {
1179                                 struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_cont(
1180                                                 next_cgroup);
1181                                 if (css_tryget(&mem->css))
1182                                         memcg = mem;
1183                                 else {
1184                                         prev_cgroup = next_cgroup;
1185                                         goto skip_node;
1186                                 }
1187                         }
1188                 }
1189
1190                 if (reclaim) {
1191                         if (last_visited)
1192                                 css_put(&last_visited->css);
1193
1194                         iter->last_visited = memcg;
1195                         smp_wmb();
1196                         iter->last_dead_count = dead_count;
1197
1198                         if (!memcg)
1199                                 iter->generation++;
1200                         else if (!prev && memcg)
1201                                 reclaim->generation = iter->generation;
1202                 }
1203
1204                 if (prev && !memcg)
1205                         goto out_unlock;
1206         }
1207 out_unlock:
1208         rcu_read_unlock();
1209 out_css_put:
1210         if (prev && prev != root)
1211                 css_put(&prev->css);
1212
1213         return memcg;
1214 }
1215
1216 /**
1217  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1218  * @root: hierarchy root
1219  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1220  */
1221 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1222                            struct mem_cgroup *prev)
1223 {
1224         if (!root)
1225                 root = root_mem_cgroup;
1226         if (prev && prev != root)
1227                 css_put(&prev->css);
1228 }
1229
1230 /*
1231  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1232  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1233  * be used for reference counting.
1234  */
1235 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1236         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1237              iter != NULL;                              \
1238              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1239
1240 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1241         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1242              iter != NULL;                              \
1243              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1244
1245 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1246 {
1247         struct mem_cgroup *memcg;
1248
1249         rcu_read_lock();
1250         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1251         if (unlikely(!memcg))
1252                 goto out;
1253
1254         switch (idx) {
1255         case PGFAULT:
1256                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1257                 break;
1258         case PGMAJFAULT:
1259                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1260                 break;
1261         default:
1262                 BUG();
1263         }
1264 out:
1265         rcu_read_unlock();
1266 }
1267 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1268
1269 /**
1270  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1271  * @zone: zone of the wanted lruvec
1272  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1273  *
1274  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1275  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1276  * is disabled.
1277  */
1278 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1279                                       struct mem_cgroup *memcg)
1280 {
1281         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1282         struct lruvec *lruvec;
1283
1284         if (mem_cgroup_disabled()) {
1285                 lruvec = &zone->lruvec;
1286                 goto out;
1287         }
1288
1289         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1290         lruvec = &mz->lruvec;
1291 out:
1292         /*
1293          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1294          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1295          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1296          */
1297         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1298                 lruvec->zone = zone;
1299         return lruvec;
1300 }
1301
1302 /*
1303  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1304  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1305  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1306  *
1307  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1308  * 1. charge
1309  * 2. moving account
1310  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1311  * It is added to LRU before charge.
1312  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1313  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1314  */
1315
1316 /**
1317  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1318  * @page: the page
1319  * @zone: zone of the page
1320  */
1321 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1322 {
1323         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1324         struct mem_cgroup *memcg;
1325         struct page_cgroup *pc;
1326         struct lruvec *lruvec;
1327
1328         if (mem_cgroup_disabled()) {
1329                 lruvec = &zone->lruvec;
1330                 goto out;
1331         }
1332
1333         pc = lookup_page_cgroup(page);
1334         memcg = pc->mem_cgroup;
1335
1336         /*
1337          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1338          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1339          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1340          *
1341          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1342          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1343          * of pc->mem_cgroup safe.
1344          */
1345         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1346                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1347
1348         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1349         lruvec = &mz->lruvec;
1350 out:
1351         /*
1352          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1353          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1354          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1355          */
1356         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1357                 lruvec->zone = zone;
1358         return lruvec;
1359 }
1360
1361 /**
1362  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1363  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1364  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1365  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1366  *
1367  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1368  * lru list.
1369  */
1370 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1371                                 int nr_pages)
1372 {
1373         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1374         unsigned long *lru_size;
1375
1376         if (mem_cgroup_disabled())
1377                 return;
1378
1379         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1380         lru_size = mz->lru_size + lru;
1381         *lru_size += nr_pages;
1382         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1383 }
1384
1385 /*
1386  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1387  * hierarchy subtree
1388  */
1389 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1390                                   struct mem_cgroup *memcg)
1391 {
1392         if (root_memcg == memcg)
1393                 return true;
1394         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1395                 return false;
1396         return css_is_ancestor(&memcg->css, &root_memcg->css);
1397 }
1398
1399 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1400                                        struct mem_cgroup *memcg)
1401 {
1402         bool ret;
1403
1404         rcu_read_lock();
1405         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1406         rcu_read_unlock();
1407         return ret;
1408 }
1409
1410 int task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, const struct mem_cgroup *memcg)
1411 {
1412         int ret;
1413         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1414         struct task_struct *p;
1415
1416         p = find_lock_task_mm(task);
1417         if (p) {
1418                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1419                 task_unlock(p);
1420         } else {
1421                 /*
1422                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1423                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1424                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1425                  */
1426                 task_lock(task);
1427                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1428                 if (curr)
1429                         css_get(&curr->css);
1430                 task_unlock(task);
1431         }
1432         if (!curr)
1433                 return 0;
1434         /*
1435          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1436          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1437          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1438          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1439          */
1440         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1441         css_put(&curr->css);
1442         return ret;
1443 }
1444
1445 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1446 {
1447         unsigned long inactive_ratio;
1448         unsigned long inactive;
1449         unsigned long active;
1450         unsigned long gb;
1451
1452         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1453         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1454
1455         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1456         if (gb)
1457                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1458         else
1459                 inactive_ratio = 1;
1460
1461         return inactive * inactive_ratio < active;
1462 }
1463
1464 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1465         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1466
1467 /**
1468  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1469  * @memcg: the memory cgroup
1470  *
1471  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1472  * pages.
1473  */
1474 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1475 {
1476         unsigned long long margin;
1477
1478         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1479         if (do_swap_account)
1480                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1481         return margin >> PAGE_SHIFT;
1482 }
1483
1484 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1485 {
1486         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
1487
1488         /* root ? */
1489         if (cgrp->parent == NULL)
1490                 return vm_swappiness;
1491
1492         return memcg->swappiness;
1493 }
1494
1495 /*
1496  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1497  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1498  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1499  * rcu_read_lock(), like this:
1500  *
1501  *         CPU-A                                    CPU-B
1502  *                                              rcu_read_lock()
1503  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1504  *                                                   take heavy locks.
1505  *         synchronize_rcu()                    update something.
1506  *                                              rcu_read_unlock()
1507  *         start move here.
1508  */
1509
1510 /* for quick checking without looking up memcg */
1511 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1512
1513 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1514 {
1515         atomic_inc(&memcg_moving);
1516         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1517         synchronize_rcu();
1518 }
1519
1520 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1521 {
1522         /*
1523          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1524          * We check NULL in callee rather than caller.
1525          */
1526         if (memcg) {
1527                 atomic_dec(&memcg_moving);
1528                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1529         }
1530 }
1531
1532 /*
1533  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1534  *
1535  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1536  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1537  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1538  *
1539  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1540  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1541  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1542  */
1543
1544 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1545 {
1546         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1547         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1548 }
1549
1550 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1551 {
1552         struct mem_cgroup *from;
1553         struct mem_cgroup *to;
1554         bool ret = false;
1555         /*
1556          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1557          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1558          */
1559         spin_lock(&mc.lock);
1560         from = mc.from;
1561         to = mc.to;
1562         if (!from)
1563                 goto unlock;
1564
1565         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1566                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1567 unlock:
1568         spin_unlock(&mc.lock);
1569         return ret;
1570 }
1571
1572 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1573 {
1574         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1575                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1576                         DEFINE_WAIT(wait);
1577                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1578                         /* moving charge context might have finished. */
1579                         if (mc.moving_task)
1580                                 schedule();
1581                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1582                         return true;
1583                 }
1584         }
1585         return false;
1586 }
1587
1588 /*
1589  * Take this lock when
1590  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1591  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1592  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1593  */
1594 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1595                                   unsigned long *flags)
1596 {
1597         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1598 }
1599
1600 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1601                                 unsigned long *flags)
1602 {
1603         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1604 }
1605
1606 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1607 /**
1608  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1609  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1610  * @p: Task that is going to be killed
1611  *
1612  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1613  * enabled
1614  */
1615 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1616 {
1617         struct cgroup *task_cgrp;
1618         struct cgroup *mem_cgrp;
1619         /*
1620          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1621          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1622          * If this assumption is broken, revisit this code.
1623          */
1624         static char memcg_name[PATH_MAX];
1625         int ret;
1626         struct mem_cgroup *iter;
1627         unsigned int i;
1628
1629         if (!p)
1630                 return;
1631
1632         rcu_read_lock();
1633
1634         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1635         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1636
1637         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1638         if (ret < 0) {
1639                 /*
1640                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1641                  * But we'll still print out the usage information
1642                  */
1643                 rcu_read_unlock();
1644                 goto done;
1645         }
1646         rcu_read_unlock();
1647
1648         pr_info("Task in %s killed", memcg_name);
1649
1650         rcu_read_lock();
1651         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1652         if (ret < 0) {
1653                 rcu_read_unlock();
1654                 goto done;
1655         }
1656         rcu_read_unlock();
1657
1658         /*
1659          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1660          */
1661         pr_cont(" as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1662 done:
1663
1664         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1665                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1666                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1667                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1668         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1669                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1670                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1671                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1672         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1673                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) >> 10,
1674                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_LIMIT) >> 10,
1675                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_FAILCNT));
1676
1677         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1678                 pr_info("Memory cgroup stats");
1679
1680                 rcu_read_lock();
1681                 ret = cgroup_path(iter->css.cgroup, memcg_name, PATH_MAX);
1682                 if (!ret)
1683                         pr_cont(" for %s", memcg_name);
1684                 rcu_read_unlock();
1685                 pr_cont(":");
1686
1687                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1688                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1689                                 continue;
1690                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1691                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1692                 }
1693
1694                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1695                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1696                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1697
1698                 pr_cont("\n");
1699         }
1700 }
1701
1702 /*
1703  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1704  * 1(self count) if no children.
1705  */
1706 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1707 {
1708         int num = 0;
1709         struct mem_cgroup *iter;
1710
1711         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1712                 num++;
1713         return num;
1714 }
1715
1716 /*
1717  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1718  */
1719 static u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1720 {
1721         u64 limit;
1722
1723         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1724
1725         /*
1726          * Do not consider swap space if we cannot swap due to swappiness
1727          */
1728         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1729                 u64 memsw;
1730
1731                 limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1732                 memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1733
1734                 /*
1735                  * If memsw is finite and limits the amount of swap space
1736                  * available to this memcg, return that limit.
1737                  */
1738                 limit = min(limit, memsw);
1739         }
1740
1741         return limit;
1742 }
1743
1744 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1745                                      int order)
1746 {
1747         struct mem_cgroup *iter;
1748         unsigned long chosen_points = 0;
1749         unsigned long totalpages;
1750         unsigned int points = 0;
1751         struct task_struct *chosen = NULL;
1752
1753         /*
1754          * If current has a pending SIGKILL, then automatically select it.  The
1755          * goal is to allow it to allocate so that it may quickly exit and free
1756          * its memory.
1757          */
1758         if (fatal_signal_pending(current)) {
1759                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1760                 return;
1761         }
1762
1763         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1764         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) >> PAGE_SHIFT ? : 1;
1765         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1766                 struct cgroup *cgroup = iter->css.cgroup;
1767                 struct cgroup_iter it;
1768                 struct task_struct *task;
1769
1770                 cgroup_iter_start(cgroup, &it);
1771                 while ((task = cgroup_iter_next(cgroup, &it))) {
1772                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1773                                                         false)) {
1774                         case OOM_SCAN_SELECT:
1775                                 if (chosen)
1776                                         put_task_struct(chosen);
1777                                 chosen = task;
1778                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1779                                 get_task_struct(chosen);
1780                                 /* fall through */
1781                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1782                                 continue;
1783                         case OOM_SCAN_ABORT:
1784                                 cgroup_iter_end(cgroup, &it);
1785                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1786                                 if (chosen)
1787                                         put_task_struct(chosen);
1788                                 return;
1789                         case OOM_SCAN_OK:
1790                                 break;
1791                         };
1792                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1793                         if (points > chosen_points) {
1794                                 if (chosen)
1795                                         put_task_struct(chosen);
1796                                 chosen = task;
1797                                 chosen_points = points;
1798                                 get_task_struct(chosen);
1799                         }
1800                 }
1801                 cgroup_iter_end(cgroup, &it);
1802         }
1803
1804         if (!chosen)
1805                 return;
1806         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1807         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1808                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1809 }
1810
1811 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1812                                         gfp_t gfp_mask,
1813                                         unsigned long flags)
1814 {
1815         unsigned long total = 0;
1816         bool noswap = false;
1817         int loop;
1818
1819         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1820                 noswap = true;
1821         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1822                 noswap = true;
1823
1824         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1825                 if (loop)
1826                         drain_all_stock_async(memcg);
1827                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1828                 /*
1829                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1830                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1831                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1832                  */
1833                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1834                         break;
1835                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1836                         break;
1837                 /*
1838                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1839                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1840                  */
1841                 if (loop && !total)
1842                         break;
1843         }
1844         return total;
1845 }
1846
1847 /**
1848  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1849  * @memcg: the target memcg
1850  * @nid: the node ID to be checked.
1851  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1852  *
1853  * This function returns whether the specified memcg contains any
1854  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1855  * pages in the node.
1856  */
1857 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1858                 int nid, bool noswap)
1859 {
1860         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1861                 return true;
1862         if (noswap || !total_swap_pages)
1863                 return false;
1864         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1865                 return true;
1866         return false;
1867
1868 }
1869 #if MAX_NUMNODES > 1
1870
1871 /*
1872  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1873  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1874  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1875  *
1876  */
1877 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1878 {
1879         int nid;
1880         /*
1881          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1882          * pagein/pageout changes since the last update.
1883          */
1884         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1885                 return;
1886         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1887                 return;
1888
1889         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1890         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1891
1892         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1893
1894                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1895                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1896         }
1897
1898         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1899         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1900 }
1901
1902 /*
1903  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1904  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1905  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1906  *
1907  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1908  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1909  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1910  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1911  *
1912  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1913  */
1914 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1915 {
1916         int node;
1917
1918         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1919         node = memcg->last_scanned_node;
1920
1921         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1922         if (node == MAX_NUMNODES)
1923                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1924         /*
1925          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1926          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1927          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1928          * we use curret node.
1929          */
1930         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1931                 node = numa_node_id();
1932
1933         memcg->last_scanned_node = node;
1934         return node;
1935 }
1936
1937 /*
1938  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1939  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1940  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1941  * enough new information. We need to do double check.
1942  */
1943 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1944 {
1945         int nid;
1946
1947         /*
1948          * quick check...making use of scan_node.
1949          * We can skip unused nodes.
1950          */
1951         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1952                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1953                      nid < MAX_NUMNODES;
1954                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1955
1956                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1957                                 return true;
1958                 }
1959         }
1960         /*
1961          * Check rest of nodes.
1962          */
1963         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
1964                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1965                         continue;
1966                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1967                         return true;
1968         }
1969         return false;
1970 }
1971
1972 #else
1973 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1974 {
1975         return 0;
1976 }
1977
1978 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1979 {
1980         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
1981 }
1982 #endif
1983
1984 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1985                                    struct zone *zone,
1986                                    gfp_t gfp_mask,
1987                                    unsigned long *total_scanned)
1988 {
1989         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1990         int total = 0;
1991         int loop = 0;
1992         unsigned long excess;
1993         unsigned long nr_scanned;
1994         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1995                 .zone = zone,
1996                 .priority = 0,
1997         };
1998
1999         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
2000
2001         while (1) {
2002                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
2003                 if (!victim) {
2004                         loop++;
2005                         if (loop >= 2) {
2006                                 /*
2007                                  * If we have not been able to reclaim
2008                                  * anything, it might because there are
2009                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
2010                                  */
2011                                 if (!total)
2012                                         break;
2013                                 /*
2014                                  * We want to do more targeted reclaim.
2015                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
2016                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
2017                                  * coming back to reclaim from this cgroup
2018                                  */
2019                                 if (total >= (excess >> 2) ||
2020                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
2021                                         break;
2022                         }
2023                         continue;
2024                 }
2025                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
2026                         continue;
2027                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
2028                                                      zone, &nr_scanned);
2029                 *total_scanned += nr_scanned;
2030                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
2031                         break;
2032         }
2033         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
2034         return total;
2035 }
2036
2037 /*
2038  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
2039  * If someone is running, return false.
2040  * Has to be called with memcg_oom_lock
2041  */
2042 static bool mem_cgroup_oom_lock(struct mem_cgroup *memcg)
2043 {
2044         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
2045
2046         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2047                 if (iter->oom_lock) {
2048                         /*
2049                          * this subtree of our hierarchy is already locked
2050                          * so we cannot give a lock.
2051                          */
2052                         failed = iter;
2053                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2054                         break;
2055                 } else
2056                         iter->oom_lock = true;
2057         }
2058
2059         if (!failed)
2060                 return true;
2061
2062         /*
2063          * OK, we failed to lock the whole subtree so we have to clean up
2064          * what we set up to the failing subtree
2065          */
2066         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2067                 if (iter == failed) {
2068                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2069                         break;
2070                 }
2071                 iter->oom_lock = false;
2072         }
2073         return false;
2074 }
2075
2076 /*
2077  * Has to be called with memcg_oom_lock
2078  */
2079 static int mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
2080 {
2081         struct mem_cgroup *iter;
2082
2083         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2084                 iter->oom_lock = false;
2085         return 0;
2086 }
2087
2088 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2089 {
2090         struct mem_cgroup *iter;
2091
2092         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2093                 atomic_inc(&iter->under_oom);
2094 }
2095
2096 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2097 {
2098         struct mem_cgroup *iter;
2099
2100         /*
2101          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
2102          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
2103          * atomic_add_unless() here.
2104          */
2105         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2106                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
2107 }
2108
2109 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
2110 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
2111
2112 struct oom_wait_info {
2113         struct mem_cgroup *memcg;
2114         wait_queue_t    wait;
2115 };
2116
2117 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
2118         unsigned mode, int sync, void *arg)
2119 {
2120         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
2121         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
2122         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
2123
2124         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
2125         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
2126
2127         /*
2128          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
2129          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
2130          */
2131         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
2132                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
2133                 return 0;
2134         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
2135 }
2136
2137 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2138 {
2139         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
2140         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
2141 }
2142
2143 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
2144 {
2145         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
2146                 memcg_wakeup_oom(memcg);
2147 }
2148
2149 /*
2150  * try to call OOM killer. returns false if we should exit memory-reclaim loop.
2151  */
2152 static bool mem_cgroup_handle_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask,
2153                                   int order)
2154 {
2155         struct oom_wait_info owait;
2156         bool locked, need_to_kill;
2157
2158         owait.memcg = memcg;
2159         owait.wait.flags = 0;
2160         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2161         owait.wait.private = current;
2162         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
2163         need_to_kill = true;
2164         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2165
2166         /* At first, try to OOM lock hierarchy under memcg.*/
2167         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2168         locked = mem_cgroup_oom_lock(memcg);
2169         /*
2170          * Even if signal_pending(), we can't quit charge() loop without
2171          * accounting. So, UNINTERRUPTIBLE is appropriate. But SIGKILL
2172          * under OOM is always welcomed, use TASK_KILLABLE here.
2173          */
2174         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2175         if (!locked || memcg->oom_kill_disable)
2176                 need_to_kill = false;
2177         if (locked)
2178                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2179         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2180
2181         if (need_to_kill) {
2182                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2183                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order);
2184         } else {
2185                 schedule();
2186                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2187         }
2188         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2189         if (locked)
2190                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2191         memcg_wakeup_oom(memcg);
2192         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2193
2194         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2195
2196         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
2197                 return false;
2198         /* Give chance to dying process */
2199         schedule_timeout_uninterruptible(1);
2200         return true;
2201 }
2202
2203 /*
2204  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
2205  * generalized to update other statistics as well.
2206  *
2207  * Notes: Race condition
2208  *
2209  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
2210  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
2211  * to do so _always_.
2212  *
2213  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
2214  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
2215  * are no race with "charge".
2216  *
2217  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
2218  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
2219  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
2220  * by flags.
2221  *
2222  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
2223  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
2224  * If there is, we take a lock.
2225  */
2226
2227 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
2228                                 bool *locked, unsigned long *flags)
2229 {
2230         struct mem_cgroup *memcg;
2231         struct page_cgroup *pc;
2232
2233         pc = lookup_page_cgroup(page);
2234 again:
2235         memcg = pc->mem_cgroup;
2236         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2237                 return;
2238         /*
2239          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
2240          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
2241          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
2242          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
2243          */
2244         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
2245                 return;
2246
2247         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2248         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2249                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2250                 goto again;
2251         }
2252         *locked = true;
2253 }
2254
2255 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
2256 {
2257         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2258
2259         /*
2260          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
2261          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
2262          * should take move_lock_mem_cgroup().
2263          */
2264         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
2265 }
2266
2267 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
2268                                  enum mem_cgroup_page_stat_item idx, int val)
2269 {
2270         struct mem_cgroup *memcg;
2271         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2272         unsigned long uninitialized_var(flags);
2273
2274         if (mem_cgroup_disabled())
2275                 return;
2276
2277         memcg = pc->mem_cgroup;
2278         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2279                 return;
2280
2281         switch (idx) {
2282         case MEMCG_NR_FILE_MAPPED:
2283                 idx = MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED;
2284                 break;
2285         default:
2286                 BUG();
2287         }
2288
2289         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2290 }
2291
2292 /*
2293  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2294  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2295  */
2296 #define CHARGE_BATCH    32U
2297 struct memcg_stock_pcp {
2298         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2299         unsigned int nr_pages;
2300         struct work_struct work;
2301         unsigned long flags;
2302 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2303 };
2304 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2305 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2306
2307 /**
2308  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2309  * @memcg: memcg to consume from.
2310  * @nr_pages: how many pages to charge.
2311  *
2312  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2313  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2314  * service an allocation will refill the stock.
2315  *
2316  * returns true if successful, false otherwise.
2317  */
2318 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2319 {
2320         struct memcg_stock_pcp *stock;
2321         bool ret = true;
2322
2323         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2324                 return false;
2325
2326         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2327         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages)
2328                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2329         else /* need to call res_counter_charge */
2330                 ret = false;
2331         put_cpu_var(memcg_stock);
2332         return ret;
2333 }
2334
2335 /*
2336  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2337  */
2338 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2339 {
2340         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2341
2342         if (stock->nr_pages) {
2343                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2344
2345                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2346                 if (do_swap_account)
2347                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2348                 stock->nr_pages = 0;
2349         }
2350         stock->cached = NULL;
2351 }
2352
2353 /*
2354  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2355  * a thread which is pinned to local cpu.
2356  */
2357 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2358 {
2359         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2360         drain_stock(stock);
2361         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2362 }
2363
2364 static void __init memcg_stock_init(void)
2365 {
2366         int cpu;
2367
2368         for_each_possible_cpu(cpu) {
2369                 struct memcg_stock_pcp *stock =
2370                                         &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2371                 INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
2372         }
2373 }
2374
2375 /*
2376  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2377  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2378  */
2379 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2380 {
2381         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2382
2383         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2384                 drain_stock(stock);
2385                 stock->cached = memcg;
2386         }
2387         stock->nr_pages += nr_pages;
2388         put_cpu_var(memcg_stock);
2389 }
2390
2391 /*
2392  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2393  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2394  * until the work is done.
2395  */
2396 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2397 {
2398         int cpu, curcpu;
2399
2400         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2401         get_online_cpus();
2402         curcpu = get_cpu();
2403         for_each_online_cpu(cpu) {
2404                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2405                 struct mem_cgroup *memcg;
2406
2407                 memcg = stock->cached;
2408                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2409                         continue;
2410                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2411                         continue;
2412                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2413                         if (cpu == curcpu)
2414                                 drain_local_stock(&stock->work);
2415                         else
2416                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2417                 }
2418         }
2419         put_cpu();
2420
2421         if (!sync)
2422                 goto out;
2423
2424         for_each_online_cpu(cpu) {
2425                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2426                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2427                         flush_work(&stock->work);
2428         }
2429 out:
2430         put_online_cpus();
2431 }
2432
2433 /*
2434  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2435  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2436  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2437  * it.
2438  */
2439 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2440 {
2441         /*
2442          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2443          */
2444         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2445                 return;
2446         drain_all_stock(root_memcg, false);
2447         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2448 }
2449
2450 /* This is a synchronous drain interface. */
2451 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2452 {
2453         /* called when force_empty is called */
2454         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2455         drain_all_stock(root_memcg, true);
2456         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2457 }
2458
2459 /*
2460  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2461  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2462  */
2463 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2464 {
2465         int i;
2466
2467         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2468         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2469                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2470
2471                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2472                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2473         }
2474         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2475                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2476
2477                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2478                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2479         }
2480         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2481 }
2482
2483 static int __cpuinit memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2484                                         unsigned long action,
2485                                         void *hcpu)
2486 {
2487         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2488         struct memcg_stock_pcp *stock;
2489         struct mem_cgroup *iter;
2490
2491         if (action == CPU_ONLINE)
2492                 return NOTIFY_OK;
2493
2494         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2495                 return NOTIFY_OK;
2496
2497         for_each_mem_cgroup(iter)
2498                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2499
2500         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2501         drain_stock(stock);
2502         return NOTIFY_OK;
2503 }
2504
2505
2506 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2507 enum {
2508         CHARGE_OK,              /* success */
2509         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2510         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2511         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2512         CHARGE_OOM_DIE,         /* the current is killed because of OOM */
2513 };
2514
2515 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2516                                 unsigned int nr_pages, unsigned int min_pages,
2517                                 bool oom_check)
2518 {
2519         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2520         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2521         struct res_counter *fail_res;
2522         unsigned long flags = 0;
2523         int ret;
2524
2525         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2526
2527         if (likely(!ret)) {
2528                 if (!do_swap_account)
2529                         return CHARGE_OK;
2530                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2531                 if (likely(!ret))
2532                         return CHARGE_OK;
2533
2534                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2535                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2536                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2537         } else
2538                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2539         /*
2540          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2541          * single page instead.
2542          */
2543         if (nr_pages > min_pages)
2544                 return CHARGE_RETRY;
2545
2546         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2547                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2548
2549         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2550                 return CHARGE_NOMEM;
2551
2552         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2553         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2554                 return CHARGE_RETRY;
2555         /*
2556          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2557          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2558          * before killing the task.
2559          *
2560          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2561          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2562          * to regular pages anyway in case of failure.
2563          */
2564         if (nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) && ret)
2565                 return CHARGE_RETRY;
2566
2567         /*
2568          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2569          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2570          */
2571         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2572                 return CHARGE_RETRY;
2573
2574         /* If we don't need to call oom-killer at el, return immediately */
2575         if (!oom_check)
2576                 return CHARGE_NOMEM;
2577         /* check OOM */
2578         if (!mem_cgroup_handle_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize)))
2579                 return CHARGE_OOM_DIE;
2580
2581         return CHARGE_RETRY;
2582 }
2583
2584 /*
2585  * __mem_cgroup_try_charge() does
2586  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2587  * 2. update res_counter
2588  * 3. call memory reclaim if necessary.
2589  *
2590  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2591  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2592  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2593  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2594  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2595  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2596  *
2597  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2598  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2599  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2600  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2601  *
2602  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2603  * the oom-killer can be invoked.
2604  */
2605 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2606                                    gfp_t gfp_mask,
2607                                    unsigned int nr_pages,
2608                                    struct mem_cgroup **ptr,
2609                                    bool oom)
2610 {
2611         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2612         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2613         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2614         int ret;
2615
2616         /*
2617          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2618          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2619          * MEMDIE process.
2620          */
2621         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2622                      || fatal_signal_pending(current)))
2623                 goto bypass;
2624
2625         /*
2626          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2627          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2628          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2629          * set, if so charge the root memcg (happens for pagecache usage).
2630          */
2631         if (!*ptr && !mm)
2632                 *ptr = root_mem_cgroup;
2633 again:
2634         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2635                 memcg = *ptr;
2636                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2637                         goto done;
2638                 if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2639                         goto done;
2640                 css_get(&memcg->css);
2641         } else {
2642                 struct task_struct *p;
2643
2644                 rcu_read_lock();
2645                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2646                 /*
2647                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2648                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2649                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2650                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2651                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2652                  * small race, here.
2653                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2654                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2655                  */
2656                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2657                 if (!memcg)
2658                         memcg = root_mem_cgroup;
2659                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2660                         rcu_read_unlock();
2661                         goto done;
2662                 }
2663                 if (consume_stock(memcg, nr_pages)) {
2664                         /*
2665                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2666                          * But considering how consume_stok works, it's not
2667                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2668                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2669                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2670                          * calling consume_stock().
2671                          */
2672                         rcu_read_unlock();
2673                         goto done;
2674                 }
2675                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2676                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2677                         rcu_read_unlock();
2678                         goto again;
2679                 }
2680                 rcu_read_unlock();
2681         }
2682
2683         do {
2684                 bool oom_check;
2685
2686                 /* If killed, bypass charge */
2687                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2688                         css_put(&memcg->css);
2689                         goto bypass;
2690                 }
2691
2692                 oom_check = false;
2693                 if (oom && !nr_oom_retries) {
2694                         oom_check = true;
2695                         nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2696                 }
2697
2698                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch, nr_pages,
2699                     oom_check);
2700                 switch (ret) {
2701                 case CHARGE_OK:
2702                         break;
2703                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2704                         batch = nr_pages;
2705                         css_put(&memcg->css);
2706                         memcg = NULL;
2707                         goto again;
2708                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2709                         css_put(&memcg->css);
2710                         goto nomem;
2711                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2712                         if (!oom) {
2713                                 css_put(&memcg->css);
2714                                 goto nomem;
2715                         }
2716                         /* If oom, we never return -ENOMEM */
2717                         nr_oom_retries--;
2718                         break;
2719                 case CHARGE_OOM_DIE: /* Killed by OOM Killer */
2720                         css_put(&memcg->css);
2721                         goto bypass;
2722                 }
2723         } while (ret != CHARGE_OK);
2724
2725         if (batch > nr_pages)
2726                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2727         css_put(&memcg->css);
2728 done:
2729         *ptr = memcg;
2730         return 0;
2731 nomem:
2732         *ptr = NULL;
2733         return -ENOMEM;
2734 bypass:
2735         *ptr = root_mem_cgroup;
2736         return -EINTR;
2737 }
2738
2739 /*
2740  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2741  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2742  * gotten by try_charge().
2743  */
2744 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2745                                        unsigned int nr_pages)
2746 {
2747         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2748                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2749
2750                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2751                 if (do_swap_account)
2752                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2753         }
2754 }
2755
2756 /*
2757  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2758  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2759  */
2760 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2761                                         unsigned int nr_pages)
2762 {
2763         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2764
2765         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2766                 return;
2767
2768         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2769         if (do_swap_account)
2770                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2771                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2772 }
2773
2774 /*
2775  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2776  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling css_tryget if
2777  * the mem_cgroup is used for charging. (dropping refcnt from swap can be
2778  * called against removed memcg.)
2779  */
2780 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2781 {
2782         struct cgroup_subsys_state *css;
2783
2784         /* ID 0 is unused ID */
2785         if (!id)
2786                 return NULL;
2787         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2788         if (!css)
2789                 return NULL;
2790         return mem_cgroup_from_css(css);
2791 }
2792
2793 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2794 {
2795         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2796         struct page_cgroup *pc;
2797         unsigned short id;
2798         swp_entry_t ent;
2799
2800         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2801
2802         pc = lookup_page_cgroup(page);
2803         lock_page_cgroup(pc);
2804         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2805                 memcg = pc->mem_cgroup;
2806                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2807                         memcg = NULL;
2808         } else if (PageSwapCache(page)) {
2809                 ent.val = page_private(page);
2810                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2811                 rcu_read_lock();
2812                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2813                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2814                         memcg = NULL;
2815                 rcu_read_unlock();
2816         }
2817         unlock_page_cgroup(pc);
2818         return memcg;
2819 }
2820
2821 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2822                                        struct page *page,
2823                                        unsigned int nr_pages,
2824                                        enum charge_type ctype,
2825                                        bool lrucare)
2826 {
2827         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2828         struct zone *uninitialized_var(zone);
2829         struct lruvec *lruvec;
2830         bool was_on_lru = false;
2831         bool anon;
2832
2833         lock_page_cgroup(pc);
2834         VM_BUG_ON(PageCgroupUsed(pc));
2835         /*
2836          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2837          * accessed by any other context at this point.
2838          */
2839
2840         /*
2841          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2842          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2843          */
2844         if (lrucare) {
2845                 zone = page_zone(page);
2846                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2847                 if (PageLRU(page)) {
2848                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2849                         ClearPageLRU(page);
2850                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2851                         was_on_lru = true;
2852                 }
2853         }
2854
2855         pc->mem_cgroup = memcg;
2856         /*
2857          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2858          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2859          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2860          * before USED bit, we need memory barrier here.
2861          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2862          */
2863         smp_wmb();
2864         SetPageCgroupUsed(pc);
2865
2866         if (lrucare) {
2867                 if (was_on_lru) {
2868                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2869                         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2870                         SetPageLRU(page);
2871                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2872                 }
2873                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2874         }
2875
2876         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON)
2877                 anon = true;
2878         else
2879                 anon = false;
2880
2881         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, nr_pages);
2882         unlock_page_cgroup(pc);
2883
2884         /*
2885          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2886          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2887          * if they exceeds softlimit.
2888          */
2889         memcg_check_events(memcg, page);
2890 }
2891
2892 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
2893
2894 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2895 static inline bool memcg_can_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2896 {
2897         return !mem_cgroup_disabled() && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
2898                 (memcg->kmem_account_flags & KMEM_ACCOUNTED_MASK);
2899 }
2900
2901 /*
2902  * This is a bit cumbersome, but it is rarely used and avoids a backpointer
2903  * in the memcg_cache_params struct.
2904  */
2905 static struct kmem_cache *memcg_params_to_cache(struct memcg_cache_params *p)
2906 {
2907         struct kmem_cache *cachep;
2908
2909         VM_BUG_ON(p->is_root_cache);
2910         cachep = p->root_cache;
2911         return cachep->memcg_params->memcg_caches[memcg_cache_id(p->memcg)];
2912 }
2913
2914 #ifdef CONFIG_SLABINFO
2915 static int mem_cgroup_slabinfo_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
2916                                         struct seq_file *m)
2917 {
2918         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
2919         struct memcg_cache_params *params;
2920
2921         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
2922                 return -EIO;
2923
2924         print_slabinfo_header(m);
2925
2926         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
2927         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list)
2928                 cache_show(memcg_params_to_cache(params), m);
2929         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
2930
2931         return 0;
2932 }
2933 #endif
2934
2935 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp, u64 size)
2936 {
2937         struct res_counter *fail_res;
2938         struct mem_cgroup *_memcg;
2939         int ret = 0;
2940         bool may_oom;
2941
2942         ret = res_counter_charge(&memcg->kmem, size, &fail_res);
2943         if (ret)
2944                 return ret;
2945
2946         /*
2947          * Conditions under which we can wait for the oom_killer. Those are
2948          * the same conditions tested by the core page allocator
2949          */
2950         may_oom = (gfp & __GFP_FS) && !(gfp & __GFP_NORETRY);
2951
2952         _memcg = memcg;
2953         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp, size >> PAGE_SHIFT,
2954                                       &_memcg, may_oom);
2955
2956         if (ret == -EINTR)  {
2957                 /*
2958                  * __mem_cgroup_try_charge() chosed to bypass to root due to
2959                  * OOM kill or fatal signal.  Since our only options are to
2960                  * either fail the allocation or charge it to this cgroup, do
2961                  * it as a temporary condition. But we can't fail. From a
2962                  * kmem/slab perspective, the cache has already been selected,
2963                  * by mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
2964                  * our minds.
2965                  *
2966                  * This condition will only trigger if the task entered
2967                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed during
2968                  * __mem_cgroup_try_charge() above. Tasks that were already
2969                  * dying when the allocation triggers should have been already
2970                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
2971                  */
2972                 res_counter_charge_nofail(&memcg->res, size, &fail_res);
2973                 if (do_swap_account)
2974                         res_counter_charge_nofail(&memcg->memsw, size,
2975                                                   &fail_res);
2976                 ret = 0;
2977         } else if (ret)
2978                 res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size);
2979
2980         return ret;
2981 }
2982
2983 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, u64 size)
2984 {
2985         res_counter_uncharge(&memcg->res, size);
2986         if (do_swap_account)
2987                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, size);
2988
2989         /* Not down to 0 */
2990         if (res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size))
2991                 return;
2992
2993         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
2994                 mem_cgroup_put(memcg);
2995 }
2996
2997 void memcg_cache_list_add(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *cachep)
2998 {
2999         if (!memcg)
3000                 return;
3001
3002         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3003         list_add(&cachep->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
3004         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3005 }
3006
3007 /*
3008  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
3009  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
3010  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
3011  */
3012 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
3013 {
3014         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
3015 }
3016
3017 /*
3018  * This ends up being protected by the set_limit mutex, during normal
3019  * operation, because that is its main call site.
3020  *
3021  * But when we create a new cache, we can call this as well if its parent
3022  * is kmem-limited. That will have to hold set_limit_mutex as well.
3023  */
3024 int memcg_update_cache_sizes(struct mem_cgroup *memcg)
3025 {
3026         int num, ret;
3027
3028         num = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
3029                                 0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
3030         if (num < 0)
3031                 return num;
3032         /*
3033          * After this point, kmem_accounted (that we test atomically in
3034          * the beginning of this conditional), is no longer 0. This
3035          * guarantees only one process will set the following boolean
3036          * to true. We don't need test_and_set because we're protected
3037          * by the set_limit_mutex anyway.
3038          */
3039         memcg_kmem_set_activated(memcg);
3040
3041         ret = memcg_update_all_caches(num+1);
3042         if (ret) {
3043                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, num);
3044                 memcg_kmem_clear_activated(memcg);
3045                 return ret;
3046         }
3047
3048         memcg->kmemcg_id = num;
3049         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
3050         mutex_init(&memcg->slab_caches_mutex);
3051         return 0;
3052 }
3053
3054 static size_t memcg_caches_array_size(int num_groups)
3055 {
3056         ssize_t size;
3057         if (num_groups <= 0)
3058                 return 0;
3059
3060         size = 2 * num_groups;
3061         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
3062                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
3063         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
3064                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
3065
3066         return size;
3067 }
3068
3069 /*
3070  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
3071  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
3072  * calling this.
3073  */
3074 void memcg_update_array_size(int num)
3075 {
3076         if (num > memcg_limited_groups_array_size)
3077                 memcg_limited_groups_array_size = memcg_caches_array_size(num);
3078 }
3079
3080 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w);
3081
3082 int memcg_update_cache_size(struct kmem_cache *s, int num_groups)
3083 {
3084         struct memcg_cache_params *cur_params = s->memcg_params;
3085
3086         VM_BUG_ON(s->memcg_params && !s->memcg_params->is_root_cache);
3087
3088         if (num_groups > memcg_limited_groups_array_size) {
3089                 int i;
3090                 ssize_t size = memcg_caches_array_size(num_groups);
3091
3092                 size *= sizeof(void *);
3093                 size += sizeof(struct memcg_cache_params);
3094
3095                 s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3096                 if (!s->memcg_params) {
3097                         s->memcg_params = cur_params;
3098                         return -ENOMEM;
3099                 }
3100
3101                 INIT_WORK(&s->memcg_params->destroy,
3102                                 kmem_cache_destroy_work_func);
3103                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3104
3105                 /*
3106                  * There is the chance it will be bigger than
3107                  * memcg_limited_groups_array_size, if we failed an allocation
3108                  * in a cache, in which case all caches updated before it, will
3109                  * have a bigger array.
3110                  *
3111                  * But if that is the case, the data after
3112                  * memcg_limited_groups_array_size is certainly unused
3113                  */
3114                 for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3115                         if (!cur_params->memcg_caches[i])
3116                                 continue;
3117                         s->memcg_params->memcg_caches[i] =
3118                                                 cur_params->memcg_caches[i];
3119                 }
3120
3121                 /*
3122                  * Ideally, we would wait until all caches succeed, and only
3123                  * then free the old one. But this is not worth the extra
3124                  * pointer per-cache we'd have to have for this.
3125                  *
3126                  * It is not a big deal if some caches are left with a size
3127                  * bigger than the others. And all updates will reset this
3128                  * anyway.
3129                  */
3130                 kfree(cur_params);
3131         }
3132         return 0;
3133 }
3134
3135 int memcg_register_cache(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s,
3136                          struct kmem_cache *root_cache)
3137 {
3138         size_t size = sizeof(struct memcg_cache_params);
3139
3140         if (!memcg_kmem_enabled())
3141                 return 0;
3142
3143         if (!memcg)
3144                 size += memcg_limited_groups_array_size * sizeof(void *);
3145
3146         s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3147         if (!s->memcg_params)
3148                 return -ENOMEM;
3149
3150         INIT_WORK(&s->memcg_params->destroy,
3151                         kmem_cache_destroy_work_func);
3152         if (memcg) {
3153                 s->memcg_params->memcg = memcg;
3154                 s->memcg_params->root_cache = root_cache;
3155         } else
3156                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3157
3158         return 0;
3159 }
3160
3161 void memcg_release_cache(struct kmem_cache *s)
3162 {
3163         struct kmem_cache *root;
3164         struct mem_cgroup *memcg;
3165         int id;
3166
3167         /*
3168          * This happens, for instance, when a root cache goes away before we
3169          * add any memcg.
3170          */
3171         if (!s->memcg_params)
3172                 return;
3173
3174         if (s->memcg_params->is_root_cache)
3175                 goto out;
3176
3177         memcg = s->memcg_params->memcg;
3178         id  = memcg_cache_id(memcg);
3179
3180         root = s->memcg_params->root_cache;
3181         root->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
3182         mem_cgroup_put(memcg);
3183
3184         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3185         list_del(&s->memcg_params->list);
3186         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3187
3188 out:
3189         kfree(s->memcg_params);
3190 }
3191
3192 /*
3193  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
3194  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
3195  * enqueing new caches to be created.
3196  *
3197  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
3198  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
3199  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
3200  * objects during debug.
3201  *
3202  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
3203  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
3204  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
3205  * cache again, failing at the same point.
3206  *
3207  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
3208  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
3209  * inside the following two functions.
3210  */
3211 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
3212 {
3213         VM_BUG_ON(!current->mm);
3214         current->memcg_kmem_skip_account++;
3215 }
3216
3217 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
3218 {
3219         VM_BUG_ON(!current->mm);
3220         current->memcg_kmem_skip_account--;
3221 }
3222
3223 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w)
3224 {
3225         struct kmem_cache *cachep;
3226         struct memcg_cache_params *p;
3227
3228         p = container_of(w, struct memcg_cache_params, destroy);
3229
3230         cachep = memcg_params_to_cache(p);
3231
3232         /*
3233          * If we get down to 0 after shrink, we could delete right away.
3234          * However, memcg_release_pages() already puts us back in the workqueue
3235          * in that case. If we proceed deleting, we'll get a dangling
3236          * reference, and removing the object from the workqueue in that case
3237          * is unnecessary complication. We are not a fast path.
3238          *
3239          * Note that this case is fundamentally different from racing with
3240          * shrink_slab(): if memcg_cgroup_destroy_cache() is called in
3241          * kmem_cache_shrink, not only we would be reinserting a dead cache
3242          * into the queue, but doing so from inside the worker racing to
3243          * destroy it.
3244          *
3245          * So if we aren't down to zero, we'll just schedule a worker and try
3246          * again
3247          */
3248         if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) != 0) {
3249                 kmem_cache_shrink(cachep);
3250                 if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) == 0)
3251                         return;
3252         } else
3253                 kmem_cache_destroy(cachep);
3254 }
3255
3256 void mem_cgroup_destroy_cache(struct kmem_cache *cachep)
3257 {
3258         if (!cachep->memcg_params->dead)
3259                 return;
3260
3261         /*
3262          * There are many ways in which we can get here.
3263          *
3264          * We can get to a memory-pressure situation while the delayed work is
3265          * still pending to run. The vmscan shrinkers can then release all
3266          * cache memory and get us to destruction. If this is the case, we'll
3267          * be executed twice, which is a bug (the second time will execute over
3268          * bogus data). In this case, cancelling the work should be fine.
3269          *
3270          * But we can also get here from the worker itself, if
3271          * kmem_cache_shrink is enough to shake all the remaining objects and
3272          * get the page count to 0. In this case, we'll deadlock if we try to
3273          * cancel the work (the worker runs with an internal lock held, which
3274          * is the same lock we would hold for cancel_work_sync().)
3275          *
3276          * Since we can't possibly know who got us here, just refrain from
3277          * running if there is already work pending
3278          */
3279         if (work_pending(&cachep->memcg_params->destroy))
3280                 return;
3281         /*
3282          * We have to defer the actual destroying to a workqueue, because
3283          * we might currently be in a context that cannot sleep.
3284          */
3285         schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3286 }
3287
3288 static char *memcg_cache_name(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s)
3289 {
3290         char *name;
3291         struct dentry *dentry;
3292
3293         rcu_read_lock();
3294         dentry = rcu_dereference(memcg->css.cgroup->dentry);
3295         rcu_read_unlock();
3296
3297         BUG_ON(dentry == NULL);
3298
3299         name = kasprintf(GFP_KERNEL, "%s(%d:%s)", s->name,
3300                          memcg_cache_id(memcg), dentry->d_name.name);
3301
3302         return name;
3303 }
3304
3305 static struct kmem_cache *kmem_cache_dup(struct mem_cgroup *memcg,
3306                                          struct kmem_cache *s)
3307 {
3308         char *name;
3309         struct kmem_cache *new;
3310
3311         name = memcg_cache_name(memcg, s);
3312         if (!name)
3313                 return NULL;
3314
3315         new = kmem_cache_create_memcg(memcg, name, s->object_size, s->align,
3316                                       (s->flags & ~SLAB_PANIC), s->ctor, s);
3317
3318         if (new)
3319                 new->allocflags |= __GFP_KMEMCG;
3320
3321         kfree(name);
3322         return new;
3323 }
3324
3325 /*
3326  * This lock protects updaters, not readers. We want readers to be as fast as
3327  * they can, and they will either see NULL or a valid cache value. Our model
3328  * allow them to see NULL, in which case the root memcg will be selected.
3329  *
3330  * We need this lock because multiple allocations to the same cache from a non
3331  * will span more than one worker. Only one of them can create the cache.
3332  */
3333 static DEFINE_MUTEX(memcg_cache_mutex);
3334 static struct kmem_cache *memcg_create_kmem_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3335                                                   struct kmem_cache *cachep)
3336 {
3337         struct kmem_cache *new_cachep;
3338         int idx;
3339
3340         BUG_ON(!memcg_can_account_kmem(memcg));
3341
3342         idx = memcg_cache_id(memcg);
3343
3344         mutex_lock(&memcg_cache_mutex);
3345         new_cachep = cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3346         if (new_cachep)
3347                 goto out;
3348
3349         new_cachep = kmem_cache_dup(memcg, cachep);
3350         if (new_cachep == NULL) {
3351                 new_cachep = cachep;
3352                 goto out;
3353         }
3354
3355         mem_cgroup_get(memcg);
3356         atomic_set(&new_cachep->memcg_params->nr_pages , 0);
3357
3358         cachep->memcg_params->memcg_caches[idx] = new_cachep;
3359         /*
3360          * the readers won't lock, make sure everybody sees the updated value,
3361          * so they won't put stuff in the queue again for no reason
3362          */
3363         wmb();
3364 out:
3365         mutex_unlock(&memcg_cache_mutex);
3366         return new_cachep;
3367 }
3368
3369 void kmem_cache_destroy_memcg_children(struct kmem_cache *s)
3370 {
3371         struct kmem_cache *c;
3372         int i;
3373
3374         if (!s->memcg_params)
3375                 return;
3376         if (!s->memcg_params->is_root_cache)
3377                 return;
3378
3379         /*
3380          * If the cache is being destroyed, we trust that there is no one else
3381          * requesting objects from it. Even if there are, the sanity checks in
3382          * kmem_cache_destroy should caught this ill-case.
3383          *
3384          * Still, we don't want anyone else freeing memcg_caches under our
3385          * noses, which can happen if a new memcg comes to life. As usual,
3386          * we'll take the set_limit_mutex to protect ourselves against this.
3387          */
3388         mutex_lock(&set_limit_mutex);
3389         for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3390                 c = s->memcg_params->memcg_caches[i];
3391                 if (!c)
3392                         continue;
3393
3394                 /*
3395                  * We will now manually delete the caches, so to avoid races
3396                  * we need to cancel all pending destruction workers and
3397                  * proceed with destruction ourselves.
3398                  *
3399                  * kmem_cache_destroy() will call kmem_cache_shrink internally,
3400                  * and that could spawn the workers again: it is likely that
3401                  * the cache still have active pages until this very moment.
3402                  * This would lead us back to mem_cgroup_destroy_cache.
3403                  *
3404                  * But that will not execute at all if the "dead" flag is not
3405                  * set, so flip it down to guarantee we are in control.
3406                  */
3407                 c->memcg_params->dead = false;
3408                 cancel_work_sync(&c->memcg_params->destroy);
3409                 kmem_cache_destroy(c);
3410         }
3411         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3412 }
3413
3414 struct create_work {
3415         struct mem_cgroup *memcg;
3416         struct kmem_cache *cachep;
3417         struct work_struct work;
3418 };
3419
3420 static void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3421 {
3422         struct kmem_cache *cachep;
3423         struct memcg_cache_params *params;
3424
3425         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3426                 return;
3427
3428         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3429         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list) {
3430                 cachep = memcg_params_to_cache(params);
3431                 cachep->memcg_params->dead = true;
3432                 schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3433         }
3434         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3435 }
3436
3437 static void memcg_create_cache_work_func(struct work_struct *w)
3438 {
3439         struct create_work *cw;
3440
3441         cw = container_of(w, struct create_work, work);
3442         memcg_create_kmem_cache(cw->memcg, cw->cachep);
3443         /* Drop the reference gotten when we enqueued. */
3444         css_put(&cw->memcg->css);
3445         kfree(cw);
3446 }
3447
3448 /*
3449  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
3450  * Called with rcu_read_lock.
3451  */
3452 static void __memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3453                                          struct kmem_cache *cachep)
3454 {
3455         struct create_work *cw;
3456
3457         cw = kmalloc(sizeof(struct create_work), GFP_NOWAIT);
3458         if (cw == NULL)
3459                 return;
3460
3461         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
3462         if (!css_tryget(&memcg->css)) {
3463                 kfree(cw);
3464                 return;
3465         }
3466
3467         cw->memcg = memcg;
3468         cw->cachep = cachep;
3469
3470         INIT_WORK(&cw->work, memcg_create_cache_work_func);
3471         schedule_work(&cw->work);
3472 }
3473
3474 static void memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3475                                        struct kmem_cache *cachep)
3476 {
3477         /*
3478          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
3479          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
3480          * in __memcg_create_cache_enqueue will recurse.
3481          *
3482          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
3483          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
3484          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
3485          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
3486          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
3487          */
3488         memcg_stop_kmem_account();
3489         __memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3490         memcg_resume_kmem_account();
3491 }
3492 /*
3493  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
3494  * We try to use the current memcg's version of the cache.
3495  *
3496  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
3497  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
3498  * in a workqueue.
3499  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
3500  * the original cache.
3501  *
3502  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
3503  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
3504  */
3505 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
3506                                           gfp_t gfp)
3507 {
3508         struct mem_cgroup *memcg;
3509         int idx;
3510
3511         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
3512         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
3513
3514         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3515                 return cachep;
3516
3517         rcu_read_lock();
3518         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
3519         rcu_read_unlock();
3520
3521         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
3522                 return cachep;
3523
3524         idx = memcg_cache_id(memcg);
3525
3526         /*
3527          * barrier to mare sure we're always seeing the up to date value.  The
3528          * code updating memcg_caches will issue a write barrier to match this.
3529          */
3530         read_barrier_depends();
3531         if (unlikely(cachep->memcg_params->memcg_caches[idx] == NULL)) {
3532                 /*
3533                  * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
3534                  * context), we could be be predictable and return right away.
3535                  * This would guarantee that the allocation being performed
3536                  * already belongs in the new cache.
3537                  *
3538                  * However, there are some clashes that can arrive from locking.
3539                  * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
3540                  * kmem_cache_dup, this means no further allocation could happen
3541                  * with the slab_mutex held.
3542                  *
3543                  * Also, because cache creation issue get_online_cpus(), this
3544                  * creates a lock chain: memcg_slab_mutex -> cpu_hotplug_mutex,
3545                  * that ends up reversed during cpu hotplug. (cpuset allocates
3546                  * a bunch of GFP_KERNEL memory during cpuup). Due to all that,
3547                  * better to defer everything.
3548                  */
3549                 memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3550                 return cachep;
3551         }
3552
3553         return cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3554 }
3555 EXPORT_SYMBOL(__memcg_kmem_get_cache);
3556
3557 /*
3558  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
3559  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
3560  * need a further commit step to do the final arrangements.
3561  *
3562  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
3563  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
3564  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
3565  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
3566  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
3567  * the compiled-out case as well.
3568  *
3569  * Returning true means the allocation is possible.
3570  */
3571 bool
3572 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
3573 {
3574         struct mem_cgroup *memcg;
3575         int ret;
3576
3577         *_memcg = NULL;
3578         memcg = try_get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
3579
3580         /*
3581          * very rare case described in mem_cgroup_from_task. Unfortunately there
3582          * isn't much we can do without complicating this too much, and it would
3583          * be gfp-dependent anyway. Just let it go
3584          */
3585         if (unlikely(!memcg))
3586                 return true;
3587
3588         if (!memcg_can_account_kmem(memcg)) {
3589                 css_put(&memcg->css);
3590                 return true;
3591         }
3592
3593         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, PAGE_SIZE << order);
3594         if (!ret)
3595                 *_memcg = memcg;
3596
3597         css_put(&memcg->css);
3598         return (ret == 0);
3599 }
3600
3601 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3602                               int order)
3603 {
3604         struct page_cgroup *pc;
3605
3606         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3607
3608         /* The page allocation failed. Revert */
3609         if (!page) {
3610                 memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3611                 return;
3612         }
3613
3614         pc = lookup_page_cgroup(page);
3615         lock_page_cgroup(pc);
3616         pc->mem_cgroup = memcg;
3617         SetPageCgroupUsed(pc);
3618         unlock_page_cgroup(pc);
3619 }
3620
3621 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
3622 {
3623         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3624         struct page_cgroup *pc;
3625
3626
3627         pc = lookup_page_cgroup(page);
3628         /*
3629          * Fast unlocked return. Theoretically might have changed, have to
3630          * check again after locking.
3631          */
3632         if (!PageCgroupUsed(pc))
3633                 return;
3634
3635         lock_page_cgroup(pc);
3636         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3637                 memcg = pc->mem_cgroup;
3638                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3639         }
3640         unlock_page_cgroup(pc);
3641
3642         /*
3643          * We trust that only if there is a memcg associated with the page, it
3644          * is a valid allocation
3645          */
3646         if (!memcg)
3647                 return;
3648
3649         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3650         memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3651 }
3652 #else
3653 static inline void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3654 {
3655 }
3656 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3657
3658 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3659
3660 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
3661 /*
3662  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3663  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
3664  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
3665  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
3666  */
3667 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3668 {
3669         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
3670         struct page_cgroup *pc;
3671         int i;
3672
3673         if (mem_cgroup_disabled())
3674                 return;
3675         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3676                 pc = head_pc + i;
3677                 pc->mem_cgroup = head_pc->mem_cgroup;
3678                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
3679                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
3680         }
3681 }
3682 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3683
3684 /**
3685  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3686  * @page: the page
3687  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3688  * @pc: page_cgroup of the page.
3689  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3690  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3691  *
3692  * The caller must confirm following.
3693  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3694  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3695  *
3696  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3697  * from old cgroup.
3698  */
3699 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3700                                    unsigned int nr_pages,
3701                                    struct page_cgroup *pc,
3702                                    struct mem_cgroup *from,
3703                                    struct mem_cgroup *to)
3704 {
3705         unsigned long flags;
3706         int ret;
3707         bool anon = PageAnon(page);
3708
3709         VM_BUG_ON(from == to);
3710         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
3711         /*
3712          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3713          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3714          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3715          * hold it.
3716          */
3717         ret = -EBUSY;
3718         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3719                 goto out;
3720
3721         lock_page_cgroup(pc);
3722
3723         ret = -EINVAL;
3724         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
3725                 goto unlock;
3726
3727         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
3728
3729         if (!anon && page_mapped(page)) {
3730                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup */
3731                 preempt_disable();
3732                 __this_cpu_dec(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
3733                 __this_cpu_inc(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
3734                 preempt_enable();
3735         }
3736         mem_cgroup_charge_statistics(from, anon, -nr_pages);
3737
3738         /* caller should have done css_get */
3739         pc->mem_cgroup = to;
3740         mem_cgroup_charge_statistics(to, anon, nr_pages);
3741         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
3742         ret = 0;
3743 unlock:
3744         unlock_page_cgroup(pc);
3745         /*
3746          * check events
3747          */
3748         memcg_check_events(to, page);
3749         memcg_check_events(from, page);
3750 out:
3751         return ret;
3752 }
3753
3754 /**
3755  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
3756  * @page: the page to move
3757  * @pc: page_cgroup of the page
3758  * @child: page's cgroup
3759  *
3760  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
3761  * parent (aka use_hierarchy==0).
3762  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
3763  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
3764  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
3765  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
3766  * on the next attempt and the call should be retried later.
3767  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
3768  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
3769  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
3770  * LRU or vanish.
3771  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
3772  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
3773  * disappear in the next attempt.
3774  */
3775 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
3776                                   struct page_cgroup *pc,
3777                                   struct mem_cgroup *child)
3778 {
3779         struct mem_cgroup *parent;
3780         unsigned int nr_pages;
3781         unsigned long uninitialized_var(flags);
3782         int ret;
3783
3784         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
3785
3786         ret = -EBUSY;
3787         if (!get_page_unless_zero(page))
3788                 goto out;
3789         if (isolate_lru_page(page))
3790                 goto put;
3791
3792         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
3793
3794         parent = parent_mem_cgroup(child);
3795         /*
3796          * If no parent, move charges to root cgroup.
3797          */
3798         if (!parent)
3799                 parent = root_mem_cgroup;
3800
3801         if (nr_pages > 1) {
3802                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3803                 flags = compound_lock_irqsave(page);
3804         }
3805
3806         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
3807                                 pc, child, parent);
3808         if (!ret)
3809                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
3810
3811         if (nr_pages > 1)
3812                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
3813         putback_lru_page(page);
3814 put:
3815         put_page(page);
3816 out:
3817         return ret;
3818 }
3819
3820 /*
3821  * Charge the memory controller for page usage.
3822  * Return
3823  * 0 if the charge was successful
3824  * < 0 if the cgroup is over its limit
3825  */
3826 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3827                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
3828 {
3829         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3830         unsigned int nr_pages = 1;
3831         bool oom = true;
3832         int ret;
3833
3834         if (PageTransHuge(page)) {
3835                 nr_pages <<= compound_order(page);
3836                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3837                 /*
3838                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
3839                  * fault handler will fall back to regular pages.
3840                  */
3841                 oom = false;
3842         }
3843
3844         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
3845         if (ret == -ENOMEM)
3846                 return ret;
3847         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, ctype, false);
3848         return 0;
3849 }
3850
3851 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
3852                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
3853 {
3854         if (mem_cgroup_disabled())
3855                 return 0;
3856         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3857         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3858         VM_BUG_ON(!mm);
3859         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
3860                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3861 }
3862
3863 /*
3864  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
3865  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
3866  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
3867  * "commit()" or removed by "cancel()"
3868  */
3869 static int __mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
3870                                           struct page *page,
3871                                           gfp_t mask,
3872                                           struct mem_cgroup **memcgp)
3873 {
3874         struct mem_cgroup *memcg;
3875         struct page_cgroup *pc;
3876         int ret;
3877
3878         pc = lookup_page_cgroup(page);
3879         /*
3880          * Every swap fault against a single page tries to charge the
3881          * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
3882          * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
3883          * the page lock, which serializes swap cache removal, which
3884          * in turn serializes uncharging.
3885          */
3886         if (PageCgroupUsed(pc))
3887                 return 0;
3888         if (!do_swap_account)
3889                 goto charge_cur_mm;
3890         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
3891         if (!memcg)
3892                 goto charge_cur_mm;
3893         *memcgp = memcg;
3894         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
3895         css_put(&memcg->css);
3896         if (ret == -EINTR)
3897                 ret = 0;
3898         return ret;
3899 charge_cur_mm:
3900         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
3901         if (ret == -EINTR)
3902                 ret = 0;
3903         return ret;
3904 }
3905
3906 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm, struct page *page,
3907                                  gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
3908 {
3909         *memcgp = NULL;
3910         if (mem_cgroup_disabled())
3911                 return 0;
3912         /*
3913          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already
3914          * updated the pte, and even removed page from swap cache: in
3915          * those cases unuse_pte()'s pte_same() test will fail; but
3916          * there's also a KSM case which does need to charge the page.
3917          */
3918         if (!PageSwapCache(page)) {
3919                 int ret;
3920
3921                 ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, 1, memcgp, true);
3922                 if (ret == -EINTR)
3923                         ret = 0;
3924                 return ret;
3925         }
3926         return __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, memcgp);
3927 }
3928
3929 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
3930 {
3931         if (mem_cgroup_disabled())
3932                 return;
3933         if (!memcg)
3934                 return;
3935         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
3936 }
3937
3938 static void
3939 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3940                                         enum charge_type ctype)
3941 {
3942         if (mem_cgroup_disabled())
3943                 return;
3944         if (!memcg)
3945                 return;
3946
3947         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
3948         /*
3949          * Now swap is on-memory. This means this page may be
3950          * counted both as mem and swap....double count.
3951          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
3952          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
3953          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
3954          */
3955         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
3956                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
3957                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
3958         }
3959 }
3960
3961 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
3962                                      struct mem_cgroup *memcg)
3963 {
3964         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
3965                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3966 }
3967
3968 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3969                                 gfp_t gfp_mask)
3970 {
3971         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3972         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3973         int ret;
3974
3975         if (mem_cgroup_disabled())
3976                 return 0;
3977         if (PageCompound(page))
3978                 return 0;
3979
3980         if (!PageSwapCache(page))
3981                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
3982         else { /* page is swapcache/shmem */
3983                 ret = __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page,
3984                                                      gfp_mask, &memcg);
3985                 if (!ret)
3986                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
3987         }
3988         return ret;
3989 }
3990
3991 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
3992                                    unsigned int nr_pages,
3993                                    const enum charge_type ctype)
3994 {
3995         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
3996         bool uncharge_memsw = true;
3997
3998         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
3999         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
4000                 uncharge_memsw = false;
4001
4002         batch = &current->memcg_batch;
4003         /*
4004          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
4005          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
4006          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
4007          */
4008         if (!batch->memcg)
4009                 batch->memcg = memcg;
4010         /*
4011          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
4012          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
4013          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
4014          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
4015          * because we want to do uncharge as soon as possible.
4016          */
4017
4018         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
4019                 goto direct_uncharge;
4020
4021         if (nr_pages > 1)
4022                 goto direct_uncharge;
4023
4024         /*
4025          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
4026          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
4027          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
4028          */
4029         if (batch->memcg != memcg)
4030                 goto direct_uncharge;
4031         /* remember freed charge and uncharge it later */
4032         batch->nr_pages++;
4033         if (uncharge_memsw)
4034                 batch->memsw_nr_pages++;
4035         return;
4036 direct_uncharge:
4037         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
4038         if (uncharge_memsw)
4039                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
4040         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
4041                 memcg_oom_recover(memcg);
4042 }
4043
4044 /*
4045  * uncharge if !page_mapped(page)
4046  */
4047 static struct mem_cgroup *
4048 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype,
4049                              bool end_migration)
4050 {
4051         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4052         unsigned int nr_pages = 1;
4053         struct page_cgroup *pc;
4054         bool anon;
4055
4056         if (mem_cgroup_disabled())
4057                 return NULL;
4058
4059         VM_BUG_ON(PageSwapCache(page));
4060
4061         if (PageTransHuge(page)) {
4062                 nr_pages <<= compound_order(page);
4063                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
4064         }
4065         /*
4066          * Check if our page_cgroup is valid
4067          */
4068         pc = lookup_page_cgroup(page);
4069         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
4070                 return NULL;
4071
4072         lock_page_cgroup(pc);
4073
4074         memcg = pc->mem_cgroup;
4075
4076         if (!PageCgroupUsed(pc))
4077                 goto unlock_out;
4078
4079         anon = PageAnon(page);
4080
4081         switch (ctype) {
4082         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON:
4083                 /*
4084                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
4085                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
4086                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
4087                  */
4088                 anon = true;
4089                 /* fallthrough */
4090         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
4091                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
4092                 if (page_mapped(page))
4093                         goto unlock_out;
4094                 /*
4095                  * Pages under migration may not be uncharged.  But
4096                  * end_migration() /must/ be the one uncharging the
4097                  * unused post-migration page and so it has to call
4098                  * here with the migration bit still set.  See the
4099                  * res_counter handling below.
4100                  */
4101                 if (!end_migration && PageCgroupMigration(pc))
4102                         goto unlock_out;
4103                 break;
4104         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
4105                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
4106                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
4107                                 goto unlock_out;
4108                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
4109                                 goto unlock_out;
4110                 break;
4111         default:
4112                 break;
4113         }
4114
4115         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, -nr_pages);
4116
4117         ClearPageCgroupUsed(pc);
4118         /*
4119          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
4120          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
4121          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
4122          * special functions.
4123          */
4124
4125         unlock_page_cgroup(pc);
4126         /*
4127          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
4128          * will never be freed.
4129          */
4130         memcg_check_events(memcg, page);
4131         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
4132                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
4133                 mem_cgroup_get(memcg);
4134         }
4135         /*
4136          * Migration does not charge the res_counter for the
4137          * replacement page, so leave it alone when phasing out the
4138          * page that is unused after the migration.
4139          */
4140         if (!end_migration && !mem_cgroup_is_root(memcg))
4141                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
4142
4143         return memcg;
4144
4145 unlock_out:
4146         unlock_page_cgroup(pc);
4147         return NULL;
4148 }
4149
4150 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
4151 {
4152         /* early check. */
4153         if (page_mapped(page))
4154                 return;
4155         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
4156         if (PageSwapCache(page))
4157                 return;
4158         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
4159 }
4160
4161 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
4162 {
4163         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
4164         VM_BUG_ON(page->mapping);
4165         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE, false);
4166 }
4167
4168 /*
4169  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
4170  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
4171  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
4172  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
4173  * This may be called prural(2) times in a context,
4174  */
4175
4176 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
4177 {
4178         current->memcg_batch.do_batch++;
4179         /* We can do nest. */
4180         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
4181                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
4182                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
4183                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
4184         }
4185 }
4186
4187 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
4188 {
4189         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
4190
4191         if (!batch->do_batch)
4192                 return;
4193
4194         batch->do_batch--;
4195         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
4196                 return;
4197
4198         if (!batch->memcg)
4199                 return;
4200         /*
4201          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
4202          * bacause we hide charges behind us.
4203          */
4204         if (batch->nr_pages)
4205                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
4206                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
4207         if (batch->memsw_nr_pages)
4208                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
4209                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
4210         memcg_oom_recover(batch->memcg);
4211         /* forget this pointer (for sanity check) */
4212         batch->memcg = NULL;
4213 }
4214
4215 #ifdef CONFIG_SWAP
4216 /*
4217  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
4218  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
4219  */
4220 void
4221 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
4222 {
4223         struct mem_cgroup *memcg;
4224         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
4225
4226         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
4227                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
4228
4229         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype, false);
4230
4231         /*
4232          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
4233          * mem_cgroup_get() was called in uncharge().
4234          */
4235         if (do_swap_account && swapout && memcg)
4236                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
4237 }
4238 #endif
4239
4240 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4241 /*
4242  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
4243  * uncharge "memsw" account.
4244  */
4245 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
4246 {
4247         struct mem_cgroup *memcg;
4248         unsigned short id;
4249
4250         if (!do_swap_account)
4251                 return;
4252
4253         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
4254         rcu_read_lock();
4255         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
4256         if (memcg) {
4257                 /*
4258                  * We uncharge this because swap is freed.
4259                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
4260                  */
4261                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4262                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
4263                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
4264                 mem_cgroup_put(memcg);
4265         }
4266         rcu_read_unlock();
4267 }
4268
4269 /**
4270  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
4271  * @entry: swap entry to be moved
4272  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
4273  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
4274  *
4275  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
4276  * as the mem_cgroup's id of @from.
4277  *
4278  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
4279  *
4280  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
4281  * both res and memsw, and called css_get().
4282  */
4283 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4284                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4285 {
4286         unsigned short old_id, new_id;
4287
4288         old_id = css_id(&from->css);
4289         new_id = css_id(&to->css);
4290
4291         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
4292                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
4293                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
4294                 /*
4295                  * This function is only called from task migration context now.
4296                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
4297                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
4298                  * improvement. But we cannot postpone mem_cgroup_get(to)
4299                  * because if the process that has been moved to @to does
4300                  * swap-in, the refcount of @to might be decreased to 0.
4301                  */
4302                 mem_cgroup_get(to);
4303                 return 0;
4304         }
4305         return -EINVAL;
4306 }
4307 #else
4308 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4309                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4310 {
4311         return -EINVAL;
4312 }
4313 #endif
4314
4315 /*
4316  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
4317  * page belongs to.
4318  */
4319 void mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page, struct page *newpage,
4320                                   struct mem_cgroup **memcgp)
4321 {
4322         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4323         unsigned int nr_pages = 1;
4324         struct page_cgroup *pc;
4325         enum charge_type ctype;
4326
4327         *memcgp = NULL;
4328
4329         if (mem_cgroup_disabled())
4330                 return;
4331
4332         if (PageTransHuge(page))
4333                 nr_pages <<= compound_order(page);
4334
4335         pc = lookup_page_cgroup(page);
4336         lock_page_cgroup(pc);
4337         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4338                 memcg = pc->mem_cgroup;
4339                 css_get(&memcg->css);
4340                 /*
4341                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
4342                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
4343                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
4344                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
4345                  * until end_migration() is called
4346                  *
4347                  * Corner Case Thinking
4348                  * A)
4349                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
4350                  * while migration was ongoing.
4351                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
4352                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
4353                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
4354                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
4355                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
4356                  *
4357                  * B)
4358                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
4359                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
4360                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
4361                  * without charging it again.
4362                  *
4363                  * C)
4364                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
4365                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
4366                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
4367                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
4368                  */
4369                 if (PageAnon(page))
4370                         SetPageCgroupMigration(pc);
4371         }
4372         unlock_page_cgroup(pc);
4373         /*
4374          * If the page is not charged at this point,
4375          * we return here.
4376          */
4377         if (!memcg)
4378                 return;
4379
4380         *memcgp = memcg;
4381         /*
4382          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
4383          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
4384          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
4385          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
4386          */
4387         if (PageAnon(page))
4388                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON;
4389         else
4390                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4391         /*
4392          * The page is committed to the memcg, but it's not actually
4393          * charged to the res_counter since we plan on replacing the
4394          * old one and only one page is going to be left afterwards.
4395          */
4396         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, nr_pages, ctype, false);
4397 }
4398
4399 /* remove redundant charge if migration failed*/
4400 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
4401         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
4402 {
4403         struct page *used, *unused;
4404         struct page_cgroup *pc;
4405         bool anon;
4406
4407         if (!memcg)
4408                 return;
4409
4410         if (!migration_ok) {
4411                 used = oldpage;
4412                 unused = newpage;
4413         } else {
4414                 used = newpage;
4415                 unused = oldpage;
4416         }
4417         anon = PageAnon(used);
4418         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
4419                                      anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON
4420                                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE,
4421                                      true);
4422         css_put(&memcg->css);
4423         /*
4424          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
4425          * of the page goes down to zero, temporarly.
4426          * Clear the flag and check the page should be charged.
4427          */
4428         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4429         lock_page_cgroup(pc);
4430         ClearPageCgroupMigration(pc);
4431         unlock_page_cgroup(pc);
4432
4433         /*
4434          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
4435          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
4436          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
4437          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
4438          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
4439          * check. (see prepare_charge() also)
4440          */
4441         if (anon)
4442                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
4443 }
4444
4445 /*
4446  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
4447  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
4448  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
4449  */
4450 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
4451                                   struct page *newpage)
4452 {
4453         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4454         struct page_cgroup *pc;
4455         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4456
4457         if (mem_cgroup_disabled())
4458                 return;
4459
4460         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4461         /* fix accounting on old pages */
4462         lock_page_cgroup(pc);
4463         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4464                 memcg = pc->mem_cgroup;
4465                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, false, -1);
4466                 ClearPageCgroupUsed(pc);
4467         }
4468         unlock_page_cgroup(pc);
4469
4470         /*
4471          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
4472          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
4473          */
4474         if (!memcg)
4475                 return;
4476         /*
4477          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
4478          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
4479          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
4480          */
4481         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
4482 }
4483
4484 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4485 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
4486 {
4487         struct page_cgroup *pc;
4488
4489         pc = lookup_page_cgroup(page);
4490         /*
4491          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
4492          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
4493          * or when mem_cgroup_disabled().
4494          */
4495         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
4496                 return pc;
4497         return NULL;
4498 }
4499
4500 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
4501 {
4502         if (mem_cgroup_disabled())
4503                 return false;
4504
4505         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
4506 }
4507
4508 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
4509 {
4510         struct page_cgroup *pc;
4511
4512         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
4513         if (pc) {
4514                 pr_alert("pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
4515                          pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
4516         }
4517 }
4518 #endif
4519
4520 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4521                                 unsigned long long val)
4522 {
4523         int retry_count;
4524         u64 memswlimit, memlimit;
4525         int ret = 0;
4526         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4527         u64 curusage, oldusage;
4528         int enlarge;
4529
4530         /*
4531          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
4532          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
4533          * of # of children which we should visit in this loop.
4534          */
4535         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
4536
4537         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4538
4539         enlarge = 0;
4540         while (retry_count) {
4541                 if (signal_pending(current)) {
4542                         ret = -EINTR;
4543                         break;
4544                 }
4545                 /*
4546                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4547                  * open coded manner. You see what this really does.
4548                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4549                  */
4550                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4551                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4552                 if (memswlimit < val) {
4553                         ret = -EINVAL;
4554                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4555                         break;
4556                 }
4557
4558                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4559                 if (memlimit < val)
4560                         enlarge = 1;
4561
4562                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
4563                 if (!ret) {
4564                         if (memswlimit == 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_SHRINK);
4576                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4577                 /* Usage is reduced ? */
4578                 if (curusage >= oldusage)
4579                         retry_count--;
4580                 else
4581                         oldusage = curusage;
4582         }
4583         if (!ret && enlarge)
4584                 memcg_oom_recover(memcg);
4585
4586         return ret;
4587 }
4588
4589 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4590                                         unsigned long long val)
4591 {
4592         int retry_count;
4593         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
4594         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4595         int ret = -EBUSY;
4596         int enlarge = 0;
4597
4598         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
4599         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4600         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4601         while (retry_count) {
4602                 if (signal_pending(current)) {
4603                         ret = -EINTR;
4604                         break;
4605                 }
4606                 /*
4607                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4608                  * open coded manner. You see what this really does.
4609                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4610                  */
4611                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4612                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4613                 if (memlimit > val) {
4614                         ret = -EINVAL;
4615                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4616                         break;
4617                 }
4618                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4619                 if (memswlimit < val)
4620                         enlarge = 1;
4621                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
4622                 if (!ret) {
4623                         if (memlimit == val)
4624                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4625                         else
4626                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4627                 }
4628                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4629
4630                 if (!ret)
4631                         break;
4632
4633                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4634                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
4635                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4636                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4637                 /* Usage is reduced ? */
4638                 if (curusage >= oldusage)
4639                         retry_count--;
4640                 else
4641                         oldusage = curusage;
4642         }
4643         if (!ret && enlarge)
4644                 memcg_oom_recover(memcg);
4645         return ret;
4646 }
4647
4648 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
4649                                             gfp_t gfp_mask,
4650                                             unsigned long *total_scanned)
4651 {
4652         unsigned long nr_reclaimed = 0;
4653         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
4654         unsigned long reclaimed;
4655         int loop = 0;
4656         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
4657         unsigned long long excess;
4658         unsigned long nr_scanned;
4659
4660         if (order > 0)
4661                 return 0;
4662
4663         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
4664         /*
4665          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
4666          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
4667          * pressure
4668          */
4669         do {
4670                 if (next_mz)
4671                         mz = next_mz;
4672                 else
4673                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4674                 if (!mz)
4675                         break;
4676
4677                 nr_scanned = 0;
4678                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
4679                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
4680                 nr_reclaimed += reclaimed;
4681                 *total_scanned += nr_scanned;
4682                 spin_lock(&mctz->lock);
4683
4684                 /*
4685                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
4686                  * it is time to move on to the next cgroup
4687                  */
4688                 next_mz = NULL;
4689                 if (!reclaimed) {
4690                         do {
4691                                 /*
4692                                  * Loop until we find yet another one.
4693                                  *
4694                                  * By the time we get the soft_limit lock
4695                                  * again, someone might have aded the
4696                                  * group back on the RB tree. Iterate to
4697                                  * make sure we get a different mem.
4698                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
4699                                  * NULL if no other cgroup is present on
4700                                  * the tree
4701                                  */
4702                                 next_mz =
4703                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4704                                 if (next_mz == mz)
4705                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
4706                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
4707                                         break;
4708                         } while (1);
4709                 }
4710                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
4711                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
4712                 /*
4713                  * One school of thought says that we should not add
4714                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
4715                  * But our reclaim could return 0, simply because due
4716                  * to priority we are exposing a smaller subset of
4717                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
4718                  * term TODO.
4719                  */
4720                 /* If excess == 0, no tree ops */
4721                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->memcg, mz, mctz, excess);
4722                 spin_unlock(&mctz->lock);
4723                 css_put(&mz->memcg->css);
4724                 loop++;
4725                 /*
4726                  * Could not reclaim anything and there are no more
4727                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
4728                  * reclaiming anything.
4729                  */
4730                 if (!nr_reclaimed &&
4731                         (next_mz == NULL ||
4732                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
4733                         break;
4734         } while (!nr_reclaimed);
4735         if (next_mz)
4736                 css_put(&next_mz->memcg->css);
4737         return nr_reclaimed;
4738 }
4739
4740 /**
4741  * mem_cgroup_force_empty_list - clears LRU of a group
4742  * @memcg: group to clear
4743  * @node: NUMA node
4744  * @zid: zone id
4745  * @lru: lru to to clear
4746  *
4747  * Traverse a specified page_cgroup list and try to drop them all.  This doesn't
4748  * reclaim the pages page themselves - pages are moved to the parent (or root)
4749  * group.
4750  */
4751 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
4752                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
4753 {
4754         struct lruvec *lruvec;
4755         unsigned long flags;
4756         struct list_head *list;
4757         struct page *busy;
4758         struct zone *zone;
4759
4760         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
4761         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
4762         list = &lruvec->lists[lru];
4763
4764         busy = NULL;
4765         do {
4766                 struct page_cgroup *pc;
4767                 struct page *page;
4768
4769                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
4770                 if (list_empty(list)) {
4771                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4772                         break;
4773                 }
4774                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
4775                 if (busy == page) {
4776                         list_move(&page->lru, list);
4777                         busy = NULL;
4778                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4779                         continue;
4780                 }
4781                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4782
4783                 pc = lookup_page_cgroup(page);
4784
4785                 if (mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg)) {
4786                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
4787                         busy = page;
4788                         cond_resched();
4789                 } else
4790                         busy = NULL;
4791         } while (!list_empty(list));
4792 }
4793
4794 /*
4795  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task by moving
4796  * all the charges and pages to the parent.
4797  * This enables deleting this mem_cgroup.
4798  *
4799  * Caller is responsible for holding css reference on the memcg.
4800  */
4801 static void mem_cgroup_reparent_charges(struct mem_cgroup *memcg)
4802 {
4803         int node, zid;
4804         u64 usage;
4805
4806         do {
4807                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
4808                 lru_add_drain_all();
4809                 drain_all_stock_sync(memcg);
4810                 mem_cgroup_start_move(memcg);
4811                 for_each_node_state(node, N_MEMORY) {
4812                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4813                                 enum lru_list lru;
4814                                 for_each_lru(lru) {
4815                                         mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
4816                                                         node, zid, lru);
4817                                 }
4818                         }
4819                 }
4820                 mem_cgroup_end_move(memcg);
4821                 memcg_oom_recover(memcg);
4822                 cond_resched();
4823
4824                 /*
4825                  * Kernel memory may not necessarily be trackable to a specific
4826                  * process. So they are not migrated, and therefore we can't
4827                  * expect their value to drop to 0 here.
4828                  * Having res filled up with kmem only is enough.
4829                  *
4830                  * This is a safety check because mem_cgroup_force_empty_list
4831                  * could have raced with mem_cgroup_replace_page_cache callers
4832                  * so the lru seemed empty but the page could have been added
4833                  * right after the check. RES_USAGE should be safe as we always
4834                  * charge before adding to the LRU.
4835                  */
4836                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) -
4837                         res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE);
4838         } while (usage > 0);
4839 }
4840
4841 /*
4842  * This mainly exists for tests during the setting of set of use_hierarchy.
4843  * Since this is the very setting we are changing, the current hierarchy value
4844  * is meaningless
4845  */
4846 static inline bool __memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4847 {
4848         struct cgroup *pos;
4849
4850         /* bounce at first found */
4851         cgroup_for_each_child(pos, memcg->css.cgroup)
4852                 return true;
4853         return false;
4854 }
4855
4856 /*
4857  * Must be called with memcg_create_mutex held, unless the cgroup is guaranteed
4858  * to be already dead (as in mem_cgroup_force_empty, for instance).  This is
4859  * from mem_cgroup_count_children(), in the sense that we don't really care how
4860  * many children we have; we only need to know if we have any.  It also counts
4861  * any memcg without hierarchy as infertile.
4862  */
4863 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4864 {
4865         return memcg->use_hierarchy && __memcg_has_children(memcg);
4866 }
4867
4868 /*
4869  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
4870  * the rest to the parent.
4871  *
4872  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
4873  */
4874 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
4875 {
4876         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4877         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
4878
4879         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
4880         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
4881                 return -EBUSY;
4882
4883         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
4884         lru_add_drain_all();
4885         /* try to free all pages in this cgroup */
4886         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
4887                 int progress;
4888
4889                 if (signal_pending(current))
4890                         return -EINTR;
4891
4892                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
4893                                                 false);
4894                 if (!progress) {
4895                         nr_retries--;
4896                         /* maybe some writeback is necessary */
4897                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
4898                 }
4899
4900         }
4901         lru_add_drain();
4902         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
4903
4904         return 0;
4905 }
4906
4907 static int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup *cont, unsigned int event)
4908 {
4909         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4910         int ret;
4911
4912         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
4913                 return -EINVAL;
4914         css_get(&memcg->css);
4915         ret = mem_cgroup_force_empty(memcg);
4916         css_put(&memcg->css);
4917
4918         return ret;
4919 }
4920
4921
4922 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
4923 {
4924         return mem_cgroup_from_cont(cont)->use_hierarchy;
4925 }
4926
4927 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
4928                                         u64 val)
4929 {
4930         int retval = 0;
4931         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4932         struct cgroup *parent = cont->parent;
4933         struct mem_cgroup *parent_memcg = NULL;
4934
4935         if (parent)
4936                 parent_memcg = mem_cgroup_from_cont(parent);
4937
4938         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4939
4940         if (memcg->use_hierarchy == val)
4941                 goto out;
4942
4943         /*
4944          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
4945          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
4946          * occur, provided the current cgroup has no children.
4947          *
4948          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
4949          * set if there are no children.
4950          */
4951         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
4952                                 (val == 1 || val == 0)) {
4953                 if (!__memcg_has_children(memcg))
4954                         memcg->use_hierarchy = val;
4955                 else
4956                         retval = -EBUSY;
4957         } else
4958                 retval = -EINVAL;
4959
4960 out:
4961         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4962
4963         return retval;
4964 }
4965
4966
4967 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
4968                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
4969 {
4970         struct mem_cgroup *iter;
4971         long val = 0;
4972
4973         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
4974         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4975                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
4976
4977         if (val < 0) /* race ? */
4978                 val = 0;
4979         return val;
4980 }
4981
4982 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4983 {
4984         u64 val;
4985
4986         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
4987                 if (!swap)
4988                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4989                 else
4990                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4991         }
4992
4993         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
4994         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
4995
4996         if (swap)
4997                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
4998
4999         return val << PAGE_SHIFT;
5000 }
5001
5002 static ssize_t mem_cgroup_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5003                                struct file *file, char __user *buf,
5004                                size_t nbytes, loff_t *ppos)
5005 {
5006         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5007         char str[64];
5008         u64 val;
5009         int name, len;
5010         enum res_type type;
5011
5012         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5013         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5014
5015         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
5016                 return -EOPNOTSUPP;
5017
5018         switch (type) {
5019         case _MEM:
5020                 if (name == RES_USAGE)
5021                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
5022                 else
5023                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
5024                 break;
5025         case _MEMSWAP:
5026                 if (name == RES_USAGE)
5027                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
5028                 else
5029                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
5030                 break;
5031         case _KMEM:
5032                 val = res_counter_read_u64(&memcg->kmem, name);
5033                 break;
5034         default:
5035                 BUG();
5036         }
5037
5038         len = scnprintf(str, sizeof(str), "%llu\n", (unsigned long long)val);
5039         return simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, str, len);
5040 }
5041
5042 static int memcg_update_kmem_limit(struct cgroup *cont, u64 val)
5043 {
5044         int ret = -EINVAL;
5045 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5046         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5047         /*
5048          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
5049          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
5050          * already joined.
5051          *
5052          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
5053          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
5054          * place, which makes the value quite meaningless.
5055          *
5056          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
5057          * of course permitted.
5058          */
5059         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5060         mutex_lock(&set_limit_mutex);
5061         if (!memcg->kmem_account_flags && val != RESOURCE_MAX) {
5062                 if (cgroup_task_count(cont) || memcg_has_children(memcg)) {
5063                         ret = -EBUSY;
5064                         goto out;
5065                 }
5066                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
5067                 VM_BUG_ON(ret);
5068
5069                 ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
5070                 if (ret) {
5071                         res_counter_set_limit(&memcg->kmem, RESOURCE_MAX);
5072                         goto out;
5073                 }
5074                 static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5075                 /*
5076                  * setting the active bit after the inc will guarantee no one
5077                  * starts accounting before all call sites are patched
5078                  */
5079                 memcg_kmem_set_active(memcg);
5080
5081                 /*
5082                  * kmem charges can outlive the cgroup. In the case of slab
5083                  * pages, for instance, a page contain objects from various
5084                  * processes, so it is unfeasible to migrate them away. We
5085                  * need to reference count the memcg because of that.
5086                  */
5087                 mem_cgroup_get(memcg);
5088         } else
5089                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
5090 out:
5091         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
5092         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5093 #endif
5094         return ret;
5095 }
5096
5097 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5098 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5099 {
5100         int ret = 0;
5101         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5102         if (!parent)
5103                 goto out;
5104
5105         memcg->kmem_account_flags = parent->kmem_account_flags;
5106         /*
5107          * When that happen, we need to disable the static branch only on those
5108          * memcgs that enabled it. To achieve this, we would be forced to
5109          * complicate the code by keeping track of which memcgs were the ones
5110          * that actually enabled limits, and which ones got it from its
5111          * parents.
5112          *
5113          * It is a lot simpler just to do static_key_slow_inc() on every child
5114          * that is accounted.
5115          */
5116         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5117                 goto out;
5118
5119         /*
5120          * destroy(), called if we fail, will issue static_key_slow_inc() and
5121          * mem_cgroup_put() if kmem is enabled. We have to either call them
5122          * unconditionally, or clear the KMEM_ACTIVE flag. I personally find
5123          * this more consistent, since it always leads to the same destroy path
5124          */
5125         mem_cgroup_get(memcg);
5126         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5127
5128         mutex_lock(&set_limit_mutex);
5129         ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
5130         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
5131 out:
5132         return ret;
5133 }
5134 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
5135
5136 /*
5137  * The user of this function is...
5138  * RES_LIMIT.
5139  */
5140 static int mem_cgroup_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5141                             const char *buffer)
5142 {
5143         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5144         enum res_type type;
5145         int name;
5146         unsigned long long val;
5147         int ret;
5148
5149         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5150         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5151
5152         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
5153                 return -EOPNOTSUPP;
5154
5155         switch (name) {
5156         case RES_LIMIT:
5157                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
5158                         ret = -EINVAL;
5159                         break;
5160                 }
5161                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
5162                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5163                 if (ret)
5164                         break;
5165                 if (type == _MEM)
5166                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
5167                 else if (type == _MEMSWAP)
5168                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
5169                 else if (type == _KMEM)
5170                         ret = memcg_update_kmem_limit(cont, val);
5171                 else
5172                         return -EINVAL;
5173                 break;
5174         case RES_SOFT_LIMIT:
5175                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5176                 if (ret)
5177                         break;
5178                 /*
5179                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
5180                  * of semantics, for now, we support soft limits for
5181                  * control without swap
5182                  */
5183                 if (type == _MEM)
5184                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
5185                 else
5186                         ret = -EINVAL;
5187                 break;
5188         default:
5189                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
5190                 break;
5191         }
5192         return ret;
5193 }
5194
5195 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
5196                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
5197 {
5198         struct cgroup *cgroup;
5199         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
5200
5201         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5202         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5203         cgroup = memcg->css.cgroup;
5204         if (!memcg->use_hierarchy)
5205                 goto out;
5206
5207         while (cgroup->parent) {
5208                 cgroup = cgroup->parent;
5209                 memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
5210                 if (!memcg->use_hierarchy)
5211                         break;
5212                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5213                 min_limit = min(min_limit, tmp);
5214                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5215                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
5216         }
5217 out:
5218         *mem_limit = min_limit;
5219         *memsw_limit = min_memsw_limit;
5220 }
5221
5222 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup *cont, unsigned int event)
5223 {
5224         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5225         int name;
5226         enum res_type type;
5227
5228         type = MEMFILE_TYPE(event);
5229         name = MEMFILE_ATTR(event);
5230
5231         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
5232                 return -EOPNOTSUPP;
5233
5234         switch (name) {
5235         case RES_MAX_USAGE:
5236                 if (type == _MEM)
5237                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
5238                 else if (type == _MEMSWAP)
5239                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
5240                 else if (type == _KMEM)
5241                         res_counter_reset_max(&memcg->kmem);
5242                 else
5243                         return -EINVAL;
5244                 break;
5245         case RES_FAILCNT:
5246                 if (type == _MEM)
5247                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
5248                 else if (type == _MEMSWAP)
5249                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
5250                 else if (type == _KMEM)
5251                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->kmem);
5252                 else
5253                         return -EINVAL;
5254                 break;
5255         }
5256
5257         return 0;
5258 }
5259
5260 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup *cgrp,
5261                                         struct cftype *cft)
5262 {
5263         return mem_cgroup_from_cont(cgrp)->move_charge_at_immigrate;
5264 }
5265
5266 #ifdef CONFIG_MMU
5267 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
5268                                         struct cftype *cft, u64 val)
5269 {
5270         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5271
5272         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
5273                 return -EINVAL;
5274
5275         /*
5276          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
5277          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
5278          * on with stale data. This means that changes to this value will only
5279          * affect task migrations starting after the change.
5280          */
5281         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
5282         return 0;
5283 }
5284 #else
5285 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
5286                                         struct cftype *cft, u64 val)
5287 {
5288         return -ENOSYS;
5289 }
5290 #endif
5291
5292 #ifdef CONFIG_NUMA
5293 static int memcg_numa_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5294                                       struct seq_file *m)
5295 {
5296         int nid;
5297         unsigned long total_nr, file_nr, anon_nr, unevictable_nr;
5298         unsigned long node_nr;
5299         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5300
5301         total_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL);
5302         seq_printf(m, "total=%lu", total_nr);
5303         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5304                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL);
5305                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5306         }
5307         seq_putc(m, '\n');
5308
5309         file_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_FILE);
5310         seq_printf(m, "file=%lu", file_nr);
5311         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5312                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5313                                 LRU_ALL_FILE);
5314                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5315         }
5316         seq_putc(m, '\n');
5317
5318         anon_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_ANON);
5319         seq_printf(m, "anon=%lu", anon_nr);
5320         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5321                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5322                                 LRU_ALL_ANON);
5323                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5324         }
5325         seq_putc(m, '\n');
5326
5327         unevictable_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
5328         seq_printf(m, "unevictable=%lu", unevictable_nr);
5329         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5330                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5331                                 BIT(LRU_UNEVICTABLE));
5332                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5333         }
5334         seq_putc(m, '\n');
5335         return 0;
5336 }
5337 #endif /* CONFIG_NUMA */
5338
5339 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
5340 {
5341         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
5342 }
5343
5344 static int memcg_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5345                                  struct seq_file *m)
5346 {
5347         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5348         struct mem_cgroup *mi;
5349         unsigned int i;
5350
5351         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5352                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5353                         continue;
5354                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
5355                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
5356         }
5357
5358         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
5359                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
5360                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
5361
5362         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
5363                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
5364                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
5365
5366         /* Hierarchical information */
5367         {
5368                 unsigned long long limit, memsw_limit;
5369                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
5370                 seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n", limit);
5371                 if (do_swap_account)
5372                         seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
5373                                    memsw_limit);
5374         }
5375
5376         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5377                 long long val = 0;
5378
5379                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5380                         continue;
5381                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5382                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
5383                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
5384         }
5385
5386         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
5387                 unsigned long long val = 0;
5388
5389                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5390                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
5391                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
5392                            mem_cgroup_events_names[i], val);
5393         }
5394
5395         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
5396                 unsigned long long val = 0;
5397
5398                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5399                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
5400                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
5401         }
5402
5403 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5404         {
5405                 int nid, zid;
5406                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5407                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
5408                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
5409                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
5410
5411                 for_each_online_node(nid)
5412                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
5413                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
5414                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
5415
5416                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
5417                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
5418                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
5419                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
5420                         }
5421                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
5422                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
5423                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
5424                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
5425         }
5426 #endif
5427
5428         return 0;
5429 }
5430
5431 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
5432 {
5433         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5434
5435         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
5436 }
5437
5438 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
5439                                        u64 val)
5440 {
5441         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5442         struct mem_cgroup *parent;
5443
5444         if (val > 100)
5445                 return -EINVAL;
5446
5447         if (cgrp->parent == NULL)
5448                 return -EINVAL;
5449
5450         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
5451
5452         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5453
5454         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
5455         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5456                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5457                 return -EINVAL;
5458         }
5459
5460         memcg->swappiness = val;
5461
5462         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5463
5464         return 0;
5465 }
5466
5467 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5468 {
5469         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
5470         u64 usage;
5471         int i;
5472
5473         rcu_read_lock();
5474         if (!swap)
5475                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
5476         else
5477                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
5478
5479         if (!t)
5480                 goto unlock;
5481
5482         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
5483
5484         /*
5485          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
5486          * If it's not true, a threshold was crossed after last
5487          * call of __mem_cgroup_threshold().
5488          */
5489         i = t->current_threshold;
5490
5491         /*
5492          * Iterate backward over array of thresholds starting from
5493          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
5494          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
5495          * only one element of the array here.
5496          */
5497         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
5498                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5499
5500         /* i = current_threshold + 1 */
5501         i++;
5502
5503         /*
5504          * Iterate forward over array of thresholds starting from
5505          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
5506          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
5507          * only one element of the array here.
5508          */
5509         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
5510                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5511
5512         /* Update current_threshold */
5513         t->current_threshold = i - 1;
5514 unlock:
5515         rcu_read_unlock();
5516 }
5517
5518 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
5519 {
5520         while (memcg) {
5521                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
5522                 if (do_swap_account)
5523                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
5524
5525                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5526         }
5527 }
5528
5529 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
5530 {
5531         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
5532         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
5533
5534         return _a->threshold - _b->threshold;
5535 }
5536
5537 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
5538 {
5539         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
5540
5541         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
5542                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
5543         return 0;
5544 }
5545
5546 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
5547 {
5548         struct mem_cgroup *iter;
5549
5550         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5551                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
5552 }
5553
5554 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup *cgrp,
5555         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5556 {
5557         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5558         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5559         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5560         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5561         u64 threshold, usage;
5562         int i, size, ret;
5563
5564         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
5565         if (ret)
5566                 return ret;
5567
5568         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5569
5570         if (type == _MEM)
5571                 thresholds = &memcg->thresholds;
5572         else if (type == _MEMSWAP)
5573                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5574         else
5575                 BUG();
5576
5577         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5578
5579         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
5580         if (thresholds->primary)
5581                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5582
5583         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
5584
5585         /* Allocate memory for new array of thresholds */
5586         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5587                         GFP_KERNEL);
5588         if (!new) {
5589                 ret = -ENOMEM;
5590                 goto unlock;
5591         }
5592         new->size = size;
5593
5594         /* Copy thresholds (if any) to new array */
5595         if (thresholds->primary) {
5596                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
5597                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
5598         }
5599
5600         /* Add new threshold */
5601         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
5602         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
5603
5604         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
5605         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5606                         compare_thresholds, NULL);
5607
5608         /* Find current threshold */
5609         new->current_threshold = -1;
5610         for (i = 0; i < size; i++) {
5611                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
5612                         /*
5613                          * new->current_threshold will not be used until
5614                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5615                          * it here.
5616                          */
5617                         ++new->current_threshold;
5618                 } else
5619                         break;
5620         }
5621
5622         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
5623         kfree(thresholds->spare);
5624         thresholds->spare = thresholds->primary;
5625
5626         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5627
5628         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5629         synchronize_rcu();
5630
5631 unlock:
5632         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5633
5634         return ret;
5635 }
5636
5637 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
5638         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5639 {
5640         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5641         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5642         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5643         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5644         u64 usage;
5645         int i, j, size;
5646
5647         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5648         if (type == _MEM)
5649                 thresholds = &memcg->thresholds;
5650         else if (type == _MEMSWAP)
5651                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5652         else
5653                 BUG();
5654
5655         if (!thresholds->primary)
5656                 goto unlock;
5657
5658         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5659
5660         /* Check if a threshold crossed before removing */
5661         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5662
5663         /* Calculate new number of threshold */
5664         size = 0;
5665         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5666                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
5667                         size++;
5668         }
5669
5670         new = thresholds->spare;
5671
5672         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
5673         if (!size) {
5674                 kfree(new);
5675                 new = NULL;
5676                 goto swap_buffers;
5677         }
5678
5679         new->size = size;
5680
5681         /* Copy thresholds and find current threshold */
5682         new->current_threshold = -1;
5683         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5684                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
5685                         continue;
5686
5687                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
5688                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
5689                         /*
5690                          * new->current_threshold will not be used
5691                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5692                          * it here.
5693                          */
5694                         ++new->current_threshold;
5695                 }
5696                 j++;
5697         }
5698
5699 swap_buffers:
5700         /* Swap primary and spare array */
5701         thresholds->spare = thresholds->primary;
5702         /* If all events are unregistered, free the spare array */
5703         if (!new) {
5704                 kfree(thresholds->spare);
5705                 thresholds->spare = NULL;
5706         }
5707
5708         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5709
5710         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5711         synchronize_rcu();
5712 unlock:
5713         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5714 }
5715
5716 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup *cgrp,
5717         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5718 {
5719         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5720         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
5721         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5722
5723         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5724         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5725         if (!event)
5726                 return -ENOMEM;
5727
5728         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5729
5730         event->eventfd = eventfd;
5731         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
5732
5733         /* already in OOM ? */
5734         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5735                 eventfd_signal(eventfd, 1);
5736         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5737
5738         return 0;
5739 }
5740
5741 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
5742         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5743 {
5744         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5745         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
5746         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5747
5748         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5749
5750         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5751
5752         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
5753                 if (ev->eventfd == eventfd) {
5754                         list_del(&ev->list);
5755                         kfree(ev);
5756                 }
5757         }
5758
5759         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5760 }
5761
5762 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup *cgrp,
5763         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
5764 {
5765         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5766
5767         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", memcg->oom_kill_disable);
5768
5769         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5770                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
5771         else
5772                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
5773         return 0;
5774 }
5775
5776 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup *cgrp,
5777         struct cftype *cft, u64 val)
5778 {
5779         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5780         struct mem_cgroup *parent;
5781
5782         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
5783         if (!cgrp->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
5784                 return -EINVAL;
5785
5786         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
5787
5788         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5789         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
5790         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5791                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5792                 return -EINVAL;
5793         }
5794         memcg->oom_kill_disable = val;
5795         if (!val)
5796                 memcg_oom_recover(memcg);
5797         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5798         return 0;
5799 }
5800
5801 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5802 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5803 {
5804         int ret;
5805
5806         memcg->kmemcg_id = -1;
5807         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
5808         if (ret)
5809                 return ret;
5810
5811         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
5812 };
5813
5814 static void kmem_cgroup_destroy(struct mem_cgroup *memcg)
5815 {
5816         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
5817
5818         memcg_kmem_mark_dead(memcg);
5819
5820         if (res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0)
5821                 return;
5822
5823         /*
5824          * Charges already down to 0, undo mem_cgroup_get() done in the charge
5825          * path here, being careful not to race with memcg_uncharge_kmem: it is
5826          * possible that the charges went down to 0 between mark_dead and the
5827          * res_counter read, so in that case, we don't need the put
5828          */
5829         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
5830                 mem_cgroup_put(memcg);
5831 }
5832 #else
5833 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5834 {
5835         return 0;
5836 }
5837
5838 static void kmem_cgroup_destroy(struct mem_cgroup *memcg)
5839 {
5840 }
5841 #endif
5842
5843 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
5844         {
5845                 .name = "usage_in_bytes",
5846                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
5847                 .read = mem_cgroup_read,
5848                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
5849                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
5850         },
5851         {
5852                 .name = "max_usage_in_bytes",
5853                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
5854                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5855                 .read = mem_cgroup_read,
5856         },
5857         {
5858                 .name = "limit_in_bytes",
5859                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
5860                 .write_string = mem_cgroup_write,
5861                 .read = mem_cgroup_read,
5862         },
5863         {
5864                 .name = "soft_limit_in_bytes",
5865                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
5866                 .write_string = mem_cgroup_write,
5867                 .read = mem_cgroup_read,
5868         },
5869         {
5870                 .name = "failcnt",
5871                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
5872                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5873                 .read = mem_cgroup_read,
5874         },
5875         {
5876                 .name = "stat",
5877                 .read_seq_string = memcg_stat_show,
5878         },
5879         {
5880                 .name = "force_empty",
5881                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
5882         },
5883         {
5884                 .name = "use_hierarchy",
5885                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
5886                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
5887         },
5888         {
5889                 .name = "swappiness",
5890                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
5891                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
5892         },
5893         {
5894                 .name = "move_charge_at_immigrate",
5895                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
5896                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
5897         },
5898         {
5899                 .name = "oom_control",
5900                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
5901                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
5902                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
5903                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
5904                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
5905         },
5906 #ifdef CONFIG_NUMA
5907         {
5908                 .name = "numa_stat",
5909                 .read_seq_string = memcg_numa_stat_show,
5910         },
5911 #endif
5912 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5913         {
5914                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
5915                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
5916                 .write_string = mem_cgroup_write,
5917                 .read = mem_cgroup_read,
5918         },
5919         {
5920                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
5921                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
5922                 .read = mem_cgroup_read,
5923         },
5924         {
5925                 .name = "kmem.failcnt",
5926                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
5927                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5928                 .read = mem_cgroup_read,
5929         },
5930         {
5931                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
5932                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
5933                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5934                 .read = mem_cgroup_read,
5935         },
5936 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5937         {
5938                 .name = "kmem.slabinfo",
5939                 .read_seq_string = mem_cgroup_slabinfo_read,
5940         },
5941 #endif
5942 #endif
5943         { },    /* terminate */
5944 };
5945
5946 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5947 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
5948         {
5949                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
5950                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
5951                 .read = mem_cgroup_read,
5952                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
5953                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
5954         },
5955         {
5956                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
5957                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
5958                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5959                 .read = mem_cgroup_read,
5960         },
5961         {
5962                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
5963                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
5964                 .write_string = mem_cgroup_write,
5965                 .read = mem_cgroup_read,
5966         },
5967         {
5968                 .name = "memsw.failcnt",
5969                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
5970                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5971                 .read = mem_cgroup_read,
5972         },
5973         { },    /* terminate */
5974 };
5975 #endif
5976 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5977 {
5978         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5979         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5980         int zone, tmp = node;
5981         /*
5982          * This routine is called against possible nodes.
5983          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
5984          *
5985          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
5986          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
5987          *       function.
5988          */
5989         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5990                 tmp = -1;
5991         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
5992         if (!pn)
5993                 return 1;
5994
5995         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
5996                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
5997                 lruvec_init(&mz->lruvec);
5998                 mz->usage_in_excess = 0;
5999                 mz->on_tree = false;
6000                 mz->memcg = memcg;
6001         }
6002         memcg->info.nodeinfo[node] = pn;
6003         return 0;
6004 }
6005
6006 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6007 {
6008         kfree(memcg->info.nodeinfo[node]);
6009 }
6010
6011 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
6012 {
6013         struct mem_cgroup *memcg;
6014         size_t size = memcg_size();
6015
6016         /* Can be very big if nr_node_ids is very big */
6017         if (size < PAGE_SIZE)
6018                 memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
6019         else
6020                 memcg = vzalloc(size);
6021
6022         if (!memcg)
6023                 return NULL;
6024
6025         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
6026         if (!memcg->stat)
6027                 goto out_free;
6028         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
6029         return memcg;
6030
6031 out_free:
6032         if (size < PAGE_SIZE)
6033                 kfree(memcg);
6034         else
6035                 vfree(memcg);
6036         return NULL;
6037 }
6038
6039 /*
6040  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
6041  * (scanning all at force_empty is too costly...)
6042  *
6043  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
6044  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
6045  * it goes down to 0.
6046  *
6047  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
6048  */
6049
6050 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
6051 {
6052         int node;
6053         size_t size = memcg_size();
6054
6055         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
6056         free_css_id(&mem_cgroup_subsys, &memcg->css);
6057
6058         for_each_node(node)
6059                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
6060
6061         free_percpu(memcg->stat);
6062
6063         /*
6064          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
6065          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
6066          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
6067          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
6068          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
6069          *
6070          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
6071          * to move this code around, and make sure it is outside
6072          * the cgroup_lock.
6073          */
6074         disarm_static_keys(memcg);
6075         if (size < PAGE_SIZE)
6076                 kfree(memcg);
6077         else
6078                 vfree(memcg);
6079 }
6080
6081
6082 /*
6083  * Helpers for freeing a kmalloc()ed/vzalloc()ed mem_cgroup by RCU,
6084  * but in process context.  The work_freeing structure is overlaid
6085  * on the rcu_freeing structure, which itself is overlaid on memsw.
6086  */
6087 static void free_work(struct work_struct *work)
6088 {
6089         struct mem_cgroup *memcg;
6090
6091         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, work_freeing);
6092         __mem_cgroup_free(memcg);
6093 }
6094
6095 static void free_rcu(struct rcu_head *rcu_head)
6096 {
6097         struct mem_cgroup *memcg;
6098
6099         memcg = container_of(rcu_head, struct mem_cgroup, rcu_freeing);
6100         INIT_WORK(&memcg->work_freeing, free_work);
6101         schedule_work(&memcg->work_freeing);
6102 }
6103
6104 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg)
6105 {
6106         atomic_inc(&memcg->refcnt);
6107 }
6108
6109 static void __mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg, int count)
6110 {
6111         if (atomic_sub_and_test(count, &memcg->refcnt)) {
6112                 struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
6113                 call_rcu(&memcg->rcu_freeing, free_rcu);
6114                 if (parent)
6115                         mem_cgroup_put(parent);
6116         }
6117 }
6118
6119 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg)
6120 {
6121         __mem_cgroup_put(memcg, 1);
6122 }
6123
6124 /*
6125  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
6126  */
6127 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
6128 {
6129         if (!memcg->res.parent)
6130                 return NULL;
6131         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
6132 }
6133 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
6134
6135 static void __init mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
6136 {
6137         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
6138         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
6139         int tmp, node, zone;
6140
6141         for_each_node(node) {
6142                 tmp = node;
6143                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6144                         tmp = -1;
6145                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
6146                 BUG_ON(!rtpn);
6147
6148                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
6149
6150                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6151                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
6152                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
6153                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
6154                 }
6155         }
6156 }
6157
6158 static struct cgroup_subsys_state * __ref
6159 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup *cont)
6160 {
6161         struct mem_cgroup *memcg;
6162         long error = -ENOMEM;
6163         int node;
6164
6165         memcg = mem_cgroup_alloc();
6166         if (!memcg)
6167                 return ERR_PTR(error);
6168
6169         for_each_node(node)
6170                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
6171                         goto free_out;
6172
6173         /* root ? */
6174         if (cont->parent == NULL) {
6175                 root_mem_cgroup = memcg;
6176                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6177                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6178                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6179         }
6180
6181         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
6182         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
6183         atomic_set(&memcg->refcnt, 1);
6184         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
6185         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
6186         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
6187
6188         return &memcg->css;
6189
6190 free_out:
6191         __mem_cgroup_free(memcg);
6192         return ERR_PTR(error);
6193 }
6194
6195 static int
6196 mem_cgroup_css_online(struct cgroup *cont)
6197 {
6198         struct mem_cgroup *memcg, *parent;
6199         int error = 0;
6200
6201         if (!cont->parent)
6202                 return 0;
6203
6204         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
6205         memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
6206         parent = mem_cgroup_from_cont(cont->parent);
6207
6208         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
6209         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
6210         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
6211
6212         if (parent->use_hierarchy) {
6213                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
6214                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
6215                 res_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
6216
6217                 /*
6218                  * We increment refcnt of the parent to ensure that we can
6219                  * safely access it on res_counter_charge/uncharge.
6220                  * This refcnt will be decremented when freeing this
6221                  * mem_cgroup(see mem_cgroup_put).
6222                  */
6223                 mem_cgroup_get(parent);
6224         } else {
6225                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6226                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6227                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6228                 /*
6229                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
6230                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
6231                  * unfortunate state in our controller.
6232                  */
6233                 if (parent != root_mem_cgroup)
6234                         mem_cgroup_subsys.broken_hierarchy = true;
6235         }
6236
6237         error = memcg_init_kmem(memcg, &mem_cgroup_subsys);
6238         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
6239         if (error) {
6240                 /*
6241                  * We call put now because our (and parent's) refcnts
6242                  * are already in place. mem_cgroup_put() will internally
6243                  * call __mem_cgroup_free, so return directly
6244                  */
6245                 mem_cgroup_put(memcg);
6246                 if (parent->use_hierarchy)
6247                         mem_cgroup_put(parent);
6248         }
6249         return error;
6250 }
6251
6252 /*
6253  * Announce all parents that a group from their hierarchy is gone.
6254  */
6255 static void mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *memcg)
6256 {
6257         struct mem_cgroup *parent = memcg;
6258
6259         while ((parent = parent_mem_cgroup(parent)))
6260                 atomic_inc(&parent->dead_count);
6261
6262         /*
6263          * if the root memcg is not hierarchical we have to check it
6264          * explicitely.
6265          */
6266         if (!root_mem_cgroup->use_hierarchy)
6267                 atomic_inc(&root_mem_cgroup->dead_count);
6268 }
6269
6270 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup *cont)
6271 {
6272         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
6273
6274         mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(memcg);
6275         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
6276         mem_cgroup_destroy_all_caches(memcg);
6277 }
6278
6279 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup *cont)
6280 {
6281         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
6282
6283         kmem_cgroup_destroy(memcg);
6284
6285         mem_cgroup_put(memcg);
6286 }
6287
6288 #ifdef CONFIG_MMU
6289 /* Handlers for move charge at task migration. */
6290 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
6291 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
6292 {
6293         int ret = 0;
6294         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6295         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
6296
6297         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6298                 mc.precharge += count;
6299                 /* we don't need css_get for root */
6300                 return ret;
6301         }
6302         /* try to charge at once */
6303         if (count > 1) {
6304                 struct res_counter *dummy;
6305                 /*
6306                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
6307                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
6308                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
6309                  * css_get().
6310                  */
6311                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
6312                         goto one_by_one;
6313                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
6314                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
6315                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
6316                         goto one_by_one;
6317                 }
6318                 mc.precharge += count;
6319                 return ret;
6320         }
6321 one_by_one:
6322         /* fall back to one by one charge */
6323         while (count--) {
6324                 if (signal_pending(current)) {
6325                         ret = -EINTR;
6326                         break;
6327                 }
6328                 if (!batch_count--) {
6329                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6330                         cond_resched();
6331                 }
6332                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
6333                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
6334                 if (ret)
6335                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
6336                         return ret;
6337                 mc.precharge++;
6338         }
6339         return ret;
6340 }
6341
6342 /**
6343  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
6344  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
6345  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
6346  * @ptent: the pte to be checked
6347  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
6348  *
6349  * Returns
6350  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
6351  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
6352  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
6353  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
6354  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
6355  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
6356  *     in target->ent.
6357  *
6358  * Called with pte lock held.
6359  */
6360 union mc_target {
6361         struct page     *page;
6362         swp_entry_t     ent;
6363 };
6364
6365 enum mc_target_type {
6366         MC_TARGET_NONE = 0,
6367         MC_TARGET_PAGE,
6368         MC_TARGET_SWAP,
6369 };
6370
6371 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
6372                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
6373 {
6374         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
6375
6376         if (!page || !page_mapped(page))
6377                 return NULL;
6378         if (PageAnon(page)) {
6379                 /* we don't move shared anon */
6380                 if (!move_anon())
6381                         return NULL;
6382         } else if (!move_file())
6383                 /* we ignore mapcount for file pages */
6384                 return NULL;
6385         if (!get_page_unless_zero(page))
6386                 return NULL;
6387
6388         return page;
6389 }
6390
6391 #ifdef CONFIG_SWAP
6392 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6393                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6394 {
6395         struct page *page = NULL;
6396         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
6397
6398         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
6399                 return NULL;
6400         /*
6401          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
6402          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
6403          */
6404         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
6405         if (do_swap_account)
6406                 entry->val = ent.val;
6407
6408         return page;
6409 }
6410 #else
6411 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6412                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6413 {
6414         return NULL;
6415 }
6416 #endif
6417
6418 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
6419                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6420 {
6421         struct page *page = NULL;
6422         struct address_space *mapping;
6423         pgoff_t pgoff;
6424
6425         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
6426                 return NULL;
6427         if (!move_file())
6428                 return NULL;
6429
6430         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
6431         if (pte_none(ptent))
6432                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
6433         else /* pte_file(ptent) is true */
6434                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
6435
6436         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
6437         page = find_get_page(mapping, pgoff);
6438
6439 #ifdef CONFIG_SWAP
6440         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
6441         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
6442                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
6443                 if (do_swap_account)
6444                         *entry = swap;
6445                 page = find_get_page(swap_address_space(swap), swap.val);
6446         }
6447 #endif
6448         return page;
6449 }
6450
6451 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
6452                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
6453 {
6454         struct page *page = NULL;
6455         struct page_cgroup *pc;
6456         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6457         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
6458
6459         if (pte_present(ptent))
6460                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
6461         else if (is_swap_pte(ptent))
6462                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6463         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
6464                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6465
6466         if (!page && !ent.val)
6467                 return ret;
6468         if (page) {
6469                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6470                 /*
6471                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
6472                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
6473                  * the lock.
6474                  */
6475                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6476                         ret = MC_TARGET_PAGE;
6477                         if (target)
6478                                 target->page = page;
6479                 }
6480                 if (!ret || !target)
6481                         put_page(page);
6482         }
6483         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
6484         if (ent.val && !ret &&
6485                         css_id(&mc.from->css) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
6486                 ret = MC_TARGET_SWAP;
6487                 if (target)
6488                         target->ent = ent;
6489         }
6490         return ret;
6491 }
6492
6493 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
6494 /*
6495  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
6496  * support them for now.
6497  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
6498  */
6499 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6500                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6501 {
6502         struct page *page = NULL;
6503         struct page_cgroup *pc;
6504         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6505
6506         page = pmd_page(pmd);
6507         VM_BUG_ON(!page || !PageHead(page));
6508         if (!move_anon())
6509                 return ret;
6510         pc = lookup_page_cgroup(page);
6511         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6512                 ret = MC_TARGET_PAGE;
6513                 if (target) {
6514                         get_page(page);
6515                         target->page = page;
6516                 }
6517         }
6518         return ret;
6519 }
6520 #else
6521 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6522                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6523 {
6524         return MC_TARGET_NONE;
6525 }
6526 #endif
6527
6528 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
6529                                         unsigned long addr, unsigned long end,
6530                                         struct mm_walk *walk)
6531 {
6532         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6533         pte_t *pte;
6534         spinlock_t *ptl;
6535
6536         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
6537                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
6538                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
6539                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6540                 return 0;
6541         }
6542
6543         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6544                 return 0;
6545         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6546         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
6547                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
6548                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
6549         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6550         cond_resched();
6551
6552         return 0;
6553 }
6554
6555 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
6556 {
6557         unsigned long precharge;
6558         struct vm_area_struct *vma;
6559
6560         down_read(&mm->mmap_sem);
6561         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6562                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
6563                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
6564                         .mm = mm,
6565                         .private = vma,
6566                 };
6567                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6568                         continue;
6569                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6570                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
6571         }
6572         up_read(&mm->mmap_sem);
6573
6574         precharge = mc.precharge;
6575         mc.precharge = 0;
6576
6577         return precharge;
6578 }
6579
6580 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
6581 {
6582         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
6583
6584         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
6585         mc.moving_task = current;
6586         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
6587 }
6588
6589 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
6590 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
6591 {
6592         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6593         struct mem_cgroup *to = mc.to;
6594
6595         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
6596         if (mc.precharge) {
6597                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
6598                 mc.precharge = 0;
6599         }
6600         /*
6601          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
6602          * we must uncharge here.
6603          */
6604         if (mc.moved_charge) {
6605                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
6606                 mc.moved_charge = 0;
6607         }
6608         /* we must fixup refcnts and charges */
6609         if (mc.moved_swap) {
6610                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
6611                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
6612                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
6613                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6614                 __mem_cgroup_put(mc.from, mc.moved_swap);
6615
6616                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
6617                         /*
6618                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
6619                          * uncharge to->res.
6620                          */
6621                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
6622                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6623                 }
6624                 /* we've already done mem_cgroup_get(mc.to) */
6625                 mc.moved_swap = 0;
6626         }
6627         memcg_oom_recover(from);
6628         memcg_oom_recover(to);
6629         wake_up_all(&mc.waitq);
6630 }
6631
6632 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
6633 {
6634         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6635
6636         /*
6637          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
6638          * task migration.
6639          */
6640         mc.moving_task = NULL;
6641         __mem_cgroup_clear_mc();
6642         spin_lock(&mc.lock);
6643         mc.from = NULL;
6644         mc.to = NULL;
6645         spin_unlock(&mc.lock);
6646         mem_cgroup_end_move(from);
6647 }
6648
6649 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
6650                                  struct cgroup_taskset *tset)
6651 {
6652         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6653         int ret = 0;
6654         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
6655         unsigned long move_charge_at_immigrate;
6656
6657         /*
6658          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
6659          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
6660          * So we need to save it, and keep it going.
6661          */
6662         move_charge_at_immigrate  = memcg->move_charge_at_immigrate;
6663         if (move_charge_at_immigrate) {
6664                 struct mm_struct *mm;
6665                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
6666
6667                 VM_BUG_ON(from == memcg);
6668
6669                 mm = get_task_mm(p);
6670                 if (!mm)
6671                         return 0;
6672                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
6673                 if (mm->owner == p) {
6674                         VM_BUG_ON(mc.from);
6675                         VM_BUG_ON(mc.to);
6676                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
6677                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
6678                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
6679                         mem_cgroup_start_move(from);
6680                         spin_lock(&mc.lock);
6681                         mc.from = from;
6682                         mc.to = memcg;
6683                         mc.immigrate_flags = move_charge_at_immigrate;
6684                         spin_unlock(&mc.lock);
6685                         /* We set mc.moving_task later */
6686
6687                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6688                         if (ret)
6689                                 mem_cgroup_clear_mc();
6690                 }
6691                 mmput(mm);
6692         }
6693         return ret;
6694 }
6695
6696 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
6697                                      struct cgroup_taskset *tset)
6698 {
6699         mem_cgroup_clear_mc();
6700 }
6701
6702 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6703                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6704                                 struct mm_walk *walk)
6705 {
6706         int ret = 0;
6707         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6708         pte_t *pte;
6709         spinlock_t *ptl;
6710         enum mc_target_type target_type;
6711         union mc_target target;
6712         struct page *page;
6713         struct page_cgroup *pc;
6714
6715         /*
6716          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
6717          * happens because:
6718          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
6719          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
6720          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
6721          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
6722          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
6723          *    part of thp split is not executed yet.
6724          */
6725         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
6726                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6727                         spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6728                         return 0;
6729                 }
6730                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6731                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6732                         page = target.page;
6733                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6734                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6735                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
6736                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
6737                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6738                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6739                                 }
6740                                 putback_lru_page(page);
6741                         }
6742                         put_page(page);
6743                 }
6744                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6745                 return 0;
6746         }
6747
6748         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6749                 return 0;
6750 retry:
6751         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6752         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6753                 pte_t ptent = *(pte++);
6754                 swp_entry_t ent;
6755
6756                 if (!mc.precharge)
6757                         break;
6758
6759                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6760                 case MC_TARGET_PAGE:
6761                         page = target.page;
6762                         if (isolate_lru_page(page))
6763                                 goto put;
6764                         pc = lookup_page_cgroup(page);
6765                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
6766                                                      mc.from, mc.to)) {
6767                                 mc.precharge--;
6768                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6769                                 mc.moved_charge++;
6770                         }
6771                         putback_lru_page(page);
6772 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6773                         put_page(page);
6774                         break;
6775                 case MC_TARGET_SWAP:
6776                         ent = target.ent;
6777                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6778                                 mc.precharge--;
6779                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
6780                                 mc.moved_swap++;
6781                         }
6782                         break;
6783                 default:
6784                         break;
6785                 }
6786         }
6787         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6788         cond_resched();
6789
6790         if (addr != end) {
6791                 /*
6792                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6793                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6794                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6795                  * phase.
6796                  */
6797                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6798                 if (!ret)
6799                         goto retry;
6800         }
6801
6802         return ret;
6803 }
6804
6805 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
6806 {
6807         struct vm_area_struct *vma;
6808
6809         lru_add_drain_all();
6810 retry:
6811         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
6812                 /*
6813                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
6814                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6815                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6816                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6817                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6818                  */
6819                 __mem_cgroup_clear_mc();
6820                 cond_resched();
6821                 goto retry;
6822         }
6823         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6824                 int ret;
6825                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
6826                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6827                         .mm = mm,
6828                         .private = vma,
6829                 };
6830                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6831                         continue;
6832                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6833                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
6834                 if (ret)
6835                         /*
6836                          * means we have consumed all precharges and failed in
6837                          * doing additional charge. Just abandon here.
6838                          */
6839                         break;
6840         }
6841         up_read(&mm->mmap_sem);
6842 }
6843
6844 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
6845                                  struct cgroup_taskset *tset)
6846 {
6847         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6848         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
6849
6850         if (mm) {
6851                 if (mc.to)
6852                         mem_cgroup_move_charge(mm);
6853                 mmput(mm);
6854         }
6855         if (mc.to)
6856                 mem_cgroup_clear_mc();
6857 }
6858 #else   /* !CONFIG_MMU */
6859 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
6860                                  struct cgroup_taskset *tset)
6861 {
6862         return 0;
6863 }
6864 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
6865                                      struct cgroup_taskset *tset)
6866 {
6867 }
6868 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
6869                                  struct cgroup_taskset *tset)
6870 {
6871 }
6872 #endif
6873
6874 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
6875         .name = "memory",
6876         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
6877         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6878         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6879         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6880         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6881         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6882         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6883         .attach = mem_cgroup_move_task,
6884         .base_cftypes = mem_cgroup_files,
6885         .early_init = 0,
6886         .use_id = 1,
6887 };
6888
6889 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6890 static int __init enable_swap_account(char *s)
6891 {
6892         /* consider enabled if no parameter or 1 is given */
6893         if (!strcmp(s, "1"))
6894                 really_do_swap_account = 1;
6895         else if (!strcmp(s, "0"))
6896                 really_do_swap_account = 0;
6897         return 1;
6898 }
6899 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
6900
6901 static void __init memsw_file_init(void)
6902 {
6903         WARN_ON(cgroup_add_cftypes(&mem_cgroup_subsys, memsw_cgroup_files));
6904 }
6905
6906 static void __init enable_swap_cgroup(void)
6907 {
6908         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
6909                 do_swap_account = 1;
6910                 memsw_file_init();
6911         }
6912 }
6913
6914 #else
6915 static void __init enable_swap_cgroup(void)
6916 {
6917 }
6918 #endif
6919
6920 /*
6921  * subsys_initcall() for memory controller.
6922  *
6923  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
6924  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
6925  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
6926  * be initialized from here.
6927  */
6928 static int __init mem_cgroup_init(void)
6929 {
6930         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
6931         enable_swap_cgroup();
6932         mem_cgroup_soft_limit_tree_init();
6933         memcg_stock_init();
6934         return 0;
6935 }
6936 subsys_initcall(mem_cgroup_init);