OSDN Git Service

852dbec07ce64db91ff03ad87b73bb52aa54271a
[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/vmpressure.h>
53 #include <linux/mm_inline.h>
54 #include <linux/page_cgroup.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/oom.h>
57 #include "internal.h"
58 #include <net/sock.h>
59 #include <net/ip.h>
60 #include <net/tcp_memcontrol.h>
61
62 #include <asm/uaccess.h>
63
64 #include <trace/events/vmscan.h>
65
66 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys __read_mostly;
67 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_subsys);
68
69 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
70 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
71
72 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
73 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
74 int do_swap_account __read_mostly;
75
76 /* for remember boot option*/
77 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
78 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
79 #else
80 static int really_do_swap_account __initdata = 0;
81 #endif
82
83 #else
84 #define do_swap_account         0
85 #endif
86
87
88 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
89         "cache",
90         "rss",
91         "rss_huge",
92         "mapped_file",
93         "writeback",
94         "swap",
95 };
96
97 enum mem_cgroup_events_index {
98         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
99         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
100         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
101         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
102         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
103 };
104
105 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
106         "pgpgin",
107         "pgpgout",
108         "pgfault",
109         "pgmajfault",
110 };
111
112 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
113         "inactive_anon",
114         "active_anon",
115         "inactive_file",
116         "active_file",
117         "unevictable",
118 };
119
120 /*
121  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
122  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
123  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
124  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
125  */
126 enum mem_cgroup_events_target {
127         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
128         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
129         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
130         MEM_CGROUP_NTARGETS,
131 };
132 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
133 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
134 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
135
136 struct mem_cgroup_stat_cpu {
137         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
138         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
139         unsigned long nr_page_events;
140         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
141 };
142
143 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
144         /*
145          * last scanned hierarchy member. Valid only if last_dead_count
146          * matches memcg->dead_count of the hierarchy root group.
147          */
148         struct mem_cgroup *last_visited;
149         unsigned long last_dead_count;
150
151         /* scan generation, increased every round-trip */
152         unsigned int generation;
153 };
154
155 /*
156  * per-zone information in memory controller.
157  */
158 struct mem_cgroup_per_zone {
159         struct lruvec           lruvec;
160         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
161
162         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
163
164         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
165         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
166                                                 /* the soft limit is exceeded*/
167         bool                    on_tree;
168         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
169                                                 /* use container_of        */
170 };
171
172 struct mem_cgroup_per_node {
173         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
174 };
175
176 /*
177  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
178  * their hierarchy representation
179  */
180
181 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
182         struct rb_root rb_root;
183         spinlock_t lock;
184 };
185
186 struct mem_cgroup_tree_per_node {
187         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
188 };
189
190 struct mem_cgroup_tree {
191         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
192 };
193
194 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
195
196 struct mem_cgroup_threshold {
197         struct eventfd_ctx *eventfd;
198         u64 threshold;
199 };
200
201 /* For threshold */
202 struct mem_cgroup_threshold_ary {
203         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
204         int current_threshold;
205         /* Size of entries[] */
206         unsigned int size;
207         /* Array of thresholds */
208         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
209 };
210
211 struct mem_cgroup_thresholds {
212         /* Primary thresholds array */
213         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
214         /*
215          * Spare threshold array.
216          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
217          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
218          */
219         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
220 };
221
222 /* for OOM */
223 struct mem_cgroup_eventfd_list {
224         struct list_head list;
225         struct eventfd_ctx *eventfd;
226 };
227
228 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
229 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
230
231 /*
232  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
233  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
234  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
235  * to help the administrator determine what knobs to tune.
236  *
237  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
238  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
239  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
240  * a feature that will be implemented much later in the future.
241  */
242 struct mem_cgroup {
243         struct cgroup_subsys_state css;
244         /*
245          * the counter to account for memory usage
246          */
247         struct res_counter res;
248
249         /* vmpressure notifications */
250         struct vmpressure vmpressure;
251
252         /*
253          * the counter to account for mem+swap usage.
254          */
255         struct res_counter memsw;
256
257         /*
258          * the counter to account for kernel memory usage.
259          */
260         struct res_counter kmem;
261         /*
262          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
263          */
264         bool use_hierarchy;
265         unsigned long kmem_account_flags; /* See KMEM_ACCOUNTED_*, below */
266
267         bool            oom_lock;
268         atomic_t        under_oom;
269         atomic_t        oom_wakeups;
270
271         int     swappiness;
272         /* OOM-Killer disable */
273         int             oom_kill_disable;
274
275         /* set when res.limit == memsw.limit */
276         bool            memsw_is_minimum;
277
278         /* protect arrays of thresholds */
279         struct mutex thresholds_lock;
280
281         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
282         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
283
284         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
285         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
286
287         /* For oom notifier event fd */
288         struct list_head oom_notify;
289
290         /*
291          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
292          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
293          */
294         unsigned long move_charge_at_immigrate;
295         /*
296          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
297          */
298         atomic_t        moving_account;
299         /* taken only while moving_account > 0 */
300         spinlock_t      move_lock;
301         /*
302          * percpu counter.
303          */
304         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
305         /*
306          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
307          * See mem_cgroup_read_stat().
308          */
309         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
310         spinlock_t pcp_counter_lock;
311
312         atomic_t        dead_count;
313 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
314         struct tcp_memcontrol tcp_mem;
315 #endif
316 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
317         /* analogous to slab_common's slab_caches list. per-memcg */
318         struct list_head memcg_slab_caches;
319         /* Not a spinlock, we can take a lot of time walking the list */
320         struct mutex slab_caches_mutex;
321         /* Index in the kmem_cache->memcg_params->memcg_caches array */
322         int kmemcg_id;
323 #endif
324
325         int last_scanned_node;
326 #if MAX_NUMNODES > 1
327         nodemask_t      scan_nodes;
328         atomic_t        numainfo_events;
329         atomic_t        numainfo_updating;
330 #endif
331
332         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[0];
333         /* WARNING: nodeinfo must be the last member here */
334 };
335
336 static size_t memcg_size(void)
337 {
338         return sizeof(struct mem_cgroup) +
339                 nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node);
340 }
341
342 /* internal only representation about the status of kmem accounting. */
343 enum {
344         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE = 0, /* accounted by this cgroup itself */
345         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, /* static key enabled. */
346         KMEM_ACCOUNTED_DEAD, /* dead memcg with pending kmem charges */
347 };
348
349 /* We account when limit is on, but only after call sites are patched */
350 #define KMEM_ACCOUNTED_MASK \
351                 ((1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE) | (1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED))
352
353 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
354 static inline void memcg_kmem_set_active(struct mem_cgroup *memcg)
355 {
356         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
357 }
358
359 static bool memcg_kmem_is_active(struct mem_cgroup *memcg)
360 {
361         return test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
362 }
363
364 static void memcg_kmem_set_activated(struct mem_cgroup *memcg)
365 {
366         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
367 }
368
369 static void memcg_kmem_clear_activated(struct mem_cgroup *memcg)
370 {
371         clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
372 }
373
374 static void memcg_kmem_mark_dead(struct mem_cgroup *memcg)
375 {
376         /*
377          * Our caller must use css_get() first, because memcg_uncharge_kmem()
378          * will call css_put() if it sees the memcg is dead.
379          */
380         smp_wmb();
381         if (test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags))
382                 set_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD, &memcg->kmem_account_flags);
383 }
384
385 static bool memcg_kmem_test_and_clear_dead(struct mem_cgroup *memcg)
386 {
387         return test_and_clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD,
388                                   &memcg->kmem_account_flags);
389 }
390 #endif
391
392 /* Stuffs for move charges at task migration. */
393 /*
394  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" and
395  * "immigrate_flags" are treated as a left-shifted bitmap of these types.
396  */
397 enum move_type {
398         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
399         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
400         NR_MOVE_TYPE,
401 };
402
403 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
404 static struct move_charge_struct {
405         spinlock_t        lock; /* for from, to */
406         struct mem_cgroup *from;
407         struct mem_cgroup *to;
408         unsigned long immigrate_flags;
409         unsigned long precharge;
410         unsigned long moved_charge;
411         unsigned long moved_swap;
412         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
413         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
414 } mc = {
415         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
416         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
417 };
418
419 static bool move_anon(void)
420 {
421         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON, &mc.immigrate_flags);
422 }
423
424 static bool move_file(void)
425 {
426         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE, &mc.immigrate_flags);
427 }
428
429 /*
430  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
431  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
432  */
433 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
434 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
435
436 enum charge_type {
437         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
438         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
439         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
440         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
441         NR_CHARGE_TYPE,
442 };
443
444 /* for encoding cft->private value on file */
445 enum res_type {
446         _MEM,
447         _MEMSWAP,
448         _OOM_TYPE,
449         _KMEM,
450 };
451
452 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
453 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
454 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
455 /* Used for OOM nofiier */
456 #define OOM_CONTROL             (0)
457
458 /*
459  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
460  */
461 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
462 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
463 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
464 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
465
466 /*
467  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
468  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
469  * appearing has to hold it as well.
470  */
471 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
472
473 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
474 {
475         return s ? container_of(s, struct mem_cgroup, css) : NULL;
476 }
477
478 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
479 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
480 {
481         if (!memcg)
482                 memcg = root_mem_cgroup;
483         return &memcg->vmpressure;
484 }
485
486 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
487 {
488         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
489 }
490
491 struct vmpressure *css_to_vmpressure(struct cgroup_subsys_state *css)
492 {
493         return &mem_cgroup_from_css(css)->vmpressure;
494 }
495
496 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
497 {
498         return (memcg == root_mem_cgroup);
499 }
500
501 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
502 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
503
504 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
505 {
506         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
507                 struct mem_cgroup *memcg;
508                 struct cg_proto *cg_proto;
509
510                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
511
512                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
513                  * filled. It won't however, necessarily happen from
514                  * process context. So the test for root memcg given
515                  * the current task's memcg won't help us in this case.
516                  *
517                  * Respecting the original socket's memcg is a better
518                  * decision in this case.
519                  */
520                 if (sk->sk_cgrp) {
521                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
522                         css_get(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
523                         return;
524                 }
525
526                 rcu_read_lock();
527                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
528                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
529                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
530                     memcg_proto_active(cg_proto) && css_tryget(&memcg->css)) {
531                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
532                 }
533                 rcu_read_unlock();
534         }
535 }
536 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
537
538 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
539 {
540         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
541                 struct mem_cgroup *memcg;
542                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
543                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
544                 css_put(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
545         }
546 }
547
548 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
549 {
550         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
551                 return NULL;
552
553         return &memcg->tcp_mem.cg_proto;
554 }
555 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
556
557 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
558 {
559         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem.cg_proto))
560                 return;
561         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
562 }
563 #else
564 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
565 {
566 }
567 #endif
568
569 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
570 /*
571  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params->memcg_caches.
572  * There are two main reasons for not using the css_id for this:
573  *  1) this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
574  *     but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
575  *     memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
576  *     200 entry array for that.
577  *
578  *  2) In order not to violate the cgroup API, we would like to do all memory
579  *     allocation in ->create(). At that point, we haven't yet allocated the
580  *     css_id. Having a separate index prevents us from messing with the cgroup
581  *     core for this
582  *
583  * The current size of the caches array is stored in
584  * memcg_limited_groups_array_size.  It will double each time we have to
585  * increase it.
586  */
587 static DEFINE_IDA(kmem_limited_groups);
588 int memcg_limited_groups_array_size;
589
590 /*
591  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
592  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
593  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
594  * tunable, but that is strictly not necessary.
595  *
596  * MAX_SIZE should be as large as the number of css_ids. Ideally, we could get
597  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
598  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
599  * css_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
600  * increase ours as well if it increases.
601  */
602 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
603 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE 65535
604
605 /*
606  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
607  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
608  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
609  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
610  */
611 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
612 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
613
614 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
615 {
616         if (memcg_kmem_is_active(memcg)) {
617                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
618                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg->kmemcg_id);
619         }
620         /*
621          * This check can't live in kmem destruction function,
622          * since the charges will outlive the cgroup
623          */
624         WARN_ON(res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0);
625 }
626 #else
627 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
628 {
629 }
630 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
631
632 static void disarm_static_keys(struct mem_cgroup *memcg)
633 {
634         disarm_sock_keys(memcg);
635         disarm_kmem_keys(memcg);
636 }
637
638 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
639
640 static struct mem_cgroup_per_zone *
641 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
642 {
643         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
644         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
645 }
646
647 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
648 {
649         return &memcg->css;
650 }
651
652 static struct mem_cgroup_per_zone *
653 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
654 {
655         int nid = page_to_nid(page);
656         int zid = page_zonenum(page);
657
658         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
659 }
660
661 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
662 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
663 {
664         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
665 }
666
667 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
668 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
669 {
670         int nid = page_to_nid(page);
671         int zid = page_zonenum(page);
672
673         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
674 }
675
676 static void
677 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
678                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
679                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
680                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
681 {
682         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
683         struct rb_node *parent = NULL;
684         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
685
686         if (mz->on_tree)
687                 return;
688
689         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
690         if (!mz->usage_in_excess)
691                 return;
692         while (*p) {
693                 parent = *p;
694                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
695                                         tree_node);
696                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
697                         p = &(*p)->rb_left;
698                 /*
699                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
700                  * limit by the same amount
701                  */
702                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
703                         p = &(*p)->rb_right;
704         }
705         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
706         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
707         mz->on_tree = true;
708 }
709
710 static void
711 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
712                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
713                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
714 {
715         if (!mz->on_tree)
716                 return;
717         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
718         mz->on_tree = false;
719 }
720
721 static void
722 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
723                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
724                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
725 {
726         spin_lock(&mctz->lock);
727         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
728         spin_unlock(&mctz->lock);
729 }
730
731
732 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
733 {
734         unsigned long long excess;
735         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
736         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
737         int nid = page_to_nid(page);
738         int zid = page_zonenum(page);
739         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
740
741         /*
742          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
743          * because their event counter is not touched.
744          */
745         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
746                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
747                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
748                 /*
749                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
750                  * mem is over its softlimit.
751                  */
752                 if (excess || mz->on_tree) {
753                         spin_lock(&mctz->lock);
754                         /* if on-tree, remove it */
755                         if (mz->on_tree)
756                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
757                         /*
758                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
759                          * If excess is 0, no tree ops.
760                          */
761                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
762                         spin_unlock(&mctz->lock);
763                 }
764         }
765 }
766
767 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
768 {
769         int node, zone;
770         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
771         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
772
773         for_each_node(node) {
774                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
775                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
776                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
777                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
778                 }
779         }
780 }
781
782 static struct mem_cgroup_per_zone *
783 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
784 {
785         struct rb_node *rightmost = NULL;
786         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
787
788 retry:
789         mz = NULL;
790         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
791         if (!rightmost)
792                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
793
794         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
795         /*
796          * Remove the node now but someone else can add it back,
797          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
798          * position in the tree.
799          */
800         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
801         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
802                 !css_tryget(&mz->memcg->css))
803                 goto retry;
804 done:
805         return mz;
806 }
807
808 static struct mem_cgroup_per_zone *
809 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
810 {
811         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
812
813         spin_lock(&mctz->lock);
814         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
815         spin_unlock(&mctz->lock);
816         return mz;
817 }
818
819 /*
820  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
821  *
822  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
823  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
824  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
825  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
826  *
827  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
828  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
829  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
830  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
831  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
832  *
833  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
834  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
835  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
836  * implemented.
837  */
838 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
839                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
840 {
841         long val = 0;
842         int cpu;
843
844         get_online_cpus();
845         for_each_online_cpu(cpu)
846                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
847 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
848         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
849         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
850         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
851 #endif
852         put_online_cpus();
853         return val;
854 }
855
856 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
857                                          bool charge)
858 {
859         int val = (charge) ? 1 : -1;
860         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
861 }
862
863 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
864                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
865 {
866         unsigned long val = 0;
867         int cpu;
868
869         for_each_online_cpu(cpu)
870                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
871 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
872         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
873         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
874         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
875 #endif
876         return val;
877 }
878
879 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
880                                          struct page *page,
881                                          bool anon, int nr_pages)
882 {
883         preempt_disable();
884
885         /*
886          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
887          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
888          */
889         if (anon)
890                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
891                                 nr_pages);
892         else
893                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
894                                 nr_pages);
895
896         if (PageTransHuge(page))
897                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
898                                 nr_pages);
899
900         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
901         if (nr_pages > 0)
902                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
903         else {
904                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
905                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
906         }
907
908         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
909
910         preempt_enable();
911 }
912
913 unsigned long
914 mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
915 {
916         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
917
918         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
919         return mz->lru_size[lru];
920 }
921
922 static unsigned long
923 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
924                         unsigned int lru_mask)
925 {
926         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
927         enum lru_list lru;
928         unsigned long ret = 0;
929
930         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
931
932         for_each_lru(lru) {
933                 if (BIT(lru) & lru_mask)
934                         ret += mz->lru_size[lru];
935         }
936         return ret;
937 }
938
939 static unsigned long
940 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
941                         int nid, unsigned int lru_mask)
942 {
943         u64 total = 0;
944         int zid;
945
946         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
947                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
948                                                 nid, zid, lru_mask);
949
950         return total;
951 }
952
953 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
954                         unsigned int lru_mask)
955 {
956         int nid;
957         u64 total = 0;
958
959         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
960                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
961         return total;
962 }
963
964 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
965                                        enum mem_cgroup_events_target target)
966 {
967         unsigned long val, next;
968
969         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
970         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
971         /* from time_after() in jiffies.h */
972         if ((long)next - (long)val < 0) {
973                 switch (target) {
974                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
975                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
976                         break;
977                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
978                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
979                         break;
980                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
981                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
982                         break;
983                 default:
984                         break;
985                 }
986                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
987                 return true;
988         }
989         return false;
990 }
991
992 /*
993  * Check events in order.
994  *
995  */
996 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
997 {
998         preempt_disable();
999         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
1000         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1001                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
1002                 bool do_softlimit;
1003                 bool do_numainfo __maybe_unused;
1004
1005                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1006                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
1007 #if MAX_NUMNODES > 1
1008                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1009                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
1010 #endif
1011                 preempt_enable();
1012
1013                 mem_cgroup_threshold(memcg);
1014                 if (unlikely(do_softlimit))
1015                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
1016 #if MAX_NUMNODES > 1
1017                 if (unlikely(do_numainfo))
1018                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
1019 #endif
1020         } else
1021                 preempt_enable();
1022 }
1023
1024 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1025 {
1026         /*
1027          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1028          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1029          * So this can be called with p == NULL.
1030          */
1031         if (unlikely(!p))
1032                 return NULL;
1033
1034         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, mem_cgroup_subsys_id));
1035 }
1036
1037 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1038 {
1039         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1040
1041         if (!mm)
1042                 return NULL;
1043         /*
1044          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
1045          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
1046          * pessimistic (rather than adding locks here).
1047          */
1048         rcu_read_lock();
1049         do {
1050                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1051                 if (unlikely(!memcg))
1052                         break;
1053         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1054         rcu_read_unlock();
1055         return memcg;
1056 }
1057
1058 /*
1059  * Returns a next (in a pre-order walk) alive memcg (with elevated css
1060  * ref. count) or NULL if the whole root's subtree has been visited.
1061  *
1062  * helper function to be used by mem_cgroup_iter
1063  */
1064 static struct mem_cgroup *__mem_cgroup_iter_next(struct mem_cgroup *root,
1065                 struct mem_cgroup *last_visited)
1066 {
1067         struct cgroup_subsys_state *prev_css, *next_css;
1068
1069         prev_css = last_visited ? &last_visited->css : NULL;
1070 skip_node:
1071         next_css = css_next_descendant_pre(prev_css, &root->css);
1072
1073         /*
1074          * Even if we found a group we have to make sure it is
1075          * alive. css && !memcg means that the groups should be
1076          * skipped and we should continue the tree walk.
1077          * last_visited css is safe to use because it is
1078          * protected by css_get and the tree walk is rcu safe.
1079          */
1080         if (next_css) {
1081                 struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_css(next_css);
1082
1083                 if (css_tryget(&mem->css))
1084                         return mem;
1085                 else {
1086                         prev_css = next_css;
1087                         goto skip_node;
1088                 }
1089         }
1090
1091         return NULL;
1092 }
1093
1094 static void mem_cgroup_iter_invalidate(struct mem_cgroup *root)
1095 {
1096         /*
1097          * When a group in the hierarchy below root is destroyed, the
1098          * hierarchy iterator can no longer be trusted since it might
1099          * have pointed to the destroyed group.  Invalidate it.
1100          */
1101         atomic_inc(&root->dead_count);
1102 }
1103
1104 static struct mem_cgroup *
1105 mem_cgroup_iter_load(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1106                      struct mem_cgroup *root,
1107                      int *sequence)
1108 {
1109         struct mem_cgroup *position = NULL;
1110         /*
1111          * A cgroup destruction happens in two stages: offlining and
1112          * release.  They are separated by a RCU grace period.
1113          *
1114          * If the iterator is valid, we may still race with an
1115          * offlining.  The RCU lock ensures the object won't be
1116          * released, tryget will fail if we lost the race.
1117          */
1118         *sequence = atomic_read(&root->dead_count);
1119         if (iter->last_dead_count == *sequence) {
1120                 smp_rmb();
1121                 position = iter->last_visited;
1122                 if (position && !css_tryget(&position->css))
1123                         position = NULL;
1124         }
1125         return position;
1126 }
1127
1128 static void mem_cgroup_iter_update(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1129                                    struct mem_cgroup *last_visited,
1130                                    struct mem_cgroup *new_position,
1131                                    int sequence)
1132 {
1133         if (last_visited)
1134                 css_put(&last_visited->css);
1135         /*
1136          * We store the sequence count from the time @last_visited was
1137          * loaded successfully instead of rereading it here so that we
1138          * don't lose destruction events in between.  We could have
1139          * raced with the destruction of @new_position after all.
1140          */
1141         iter->last_visited = new_position;
1142         smp_wmb();
1143         iter->last_dead_count = sequence;
1144 }
1145
1146 /**
1147  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1148  * @root: hierarchy root
1149  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1150  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1151  *
1152  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1153  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1154  *
1155  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1156  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1157  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1158  *
1159  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
1160  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1161  * reclaimers operating on the same zone and priority.
1162  */
1163 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1164                                    struct mem_cgroup *prev,
1165                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1166 {
1167         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1168         struct mem_cgroup *last_visited = NULL;
1169
1170         if (mem_cgroup_disabled())
1171                 return NULL;
1172
1173         if (!root)
1174                 root = root_mem_cgroup;
1175
1176         if (prev && !reclaim)
1177                 last_visited = prev;
1178
1179         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1180                 if (prev)
1181                         goto out_css_put;
1182                 return root;
1183         }
1184
1185         rcu_read_lock();
1186         while (!memcg) {
1187                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1188                 int uninitialized_var(seq);
1189
1190                 if (reclaim) {
1191                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
1192                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
1193                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1194
1195                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
1196                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
1197                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation) {
1198                                 iter->last_visited = NULL;
1199                                 goto out_unlock;
1200                         }
1201
1202                         last_visited = mem_cgroup_iter_load(iter, root, &seq);
1203                 }
1204
1205                 memcg = __mem_cgroup_iter_next(root, last_visited);
1206
1207                 if (reclaim) {
1208                         mem_cgroup_iter_update(iter, last_visited, memcg, seq);
1209
1210                         if (!memcg)
1211                                 iter->generation++;
1212                         else if (!prev && memcg)
1213                                 reclaim->generation = iter->generation;
1214                 }
1215
1216                 if (prev && !memcg)
1217                         goto out_unlock;
1218         }
1219 out_unlock:
1220         rcu_read_unlock();
1221 out_css_put:
1222         if (prev && prev != root)
1223                 css_put(&prev->css);
1224
1225         return memcg;
1226 }
1227
1228 /**
1229  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1230  * @root: hierarchy root
1231  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1232  */
1233 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1234                            struct mem_cgroup *prev)
1235 {
1236         if (!root)
1237                 root = root_mem_cgroup;
1238         if (prev && prev != root)
1239                 css_put(&prev->css);
1240 }
1241
1242 /*
1243  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1244  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1245  * be used for reference counting.
1246  */
1247 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1248         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1249              iter != NULL;                              \
1250              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1251
1252 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1253         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1254              iter != NULL;                              \
1255              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1256
1257 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1258 {
1259         struct mem_cgroup *memcg;
1260
1261         rcu_read_lock();
1262         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1263         if (unlikely(!memcg))
1264                 goto out;
1265
1266         switch (idx) {
1267         case PGFAULT:
1268                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1269                 break;
1270         case PGMAJFAULT:
1271                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1272                 break;
1273         default:
1274                 BUG();
1275         }
1276 out:
1277         rcu_read_unlock();
1278 }
1279 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1280
1281 /**
1282  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1283  * @zone: zone of the wanted lruvec
1284  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1285  *
1286  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1287  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1288  * is disabled.
1289  */
1290 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1291                                       struct mem_cgroup *memcg)
1292 {
1293         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1294         struct lruvec *lruvec;
1295
1296         if (mem_cgroup_disabled()) {
1297                 lruvec = &zone->lruvec;
1298                 goto out;
1299         }
1300
1301         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1302         lruvec = &mz->lruvec;
1303 out:
1304         /*
1305          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1306          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1307          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1308          */
1309         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1310                 lruvec->zone = zone;
1311         return lruvec;
1312 }
1313
1314 /*
1315  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1316  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1317  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1318  *
1319  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1320  * 1. charge
1321  * 2. moving account
1322  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1323  * It is added to LRU before charge.
1324  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1325  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1326  */
1327
1328 /**
1329  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1330  * @page: the page
1331  * @zone: zone of the page
1332  */
1333 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1334 {
1335         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1336         struct mem_cgroup *memcg;
1337         struct page_cgroup *pc;
1338         struct lruvec *lruvec;
1339
1340         if (mem_cgroup_disabled()) {
1341                 lruvec = &zone->lruvec;
1342                 goto out;
1343         }
1344
1345         pc = lookup_page_cgroup(page);
1346         memcg = pc->mem_cgroup;
1347
1348         /*
1349          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1350          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1351          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1352          *
1353          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1354          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1355          * of pc->mem_cgroup safe.
1356          */
1357         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1358                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1359
1360         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1361         lruvec = &mz->lruvec;
1362 out:
1363         /*
1364          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1365          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1366          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1367          */
1368         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1369                 lruvec->zone = zone;
1370         return lruvec;
1371 }
1372
1373 /**
1374  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1375  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1376  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1377  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1378  *
1379  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1380  * lru list.
1381  */
1382 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1383                                 int nr_pages)
1384 {
1385         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1386         unsigned long *lru_size;
1387
1388         if (mem_cgroup_disabled())
1389                 return;
1390
1391         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1392         lru_size = mz->lru_size + lru;
1393         *lru_size += nr_pages;
1394         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1395 }
1396
1397 /*
1398  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1399  * hierarchy subtree
1400  */
1401 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1402                                   struct mem_cgroup *memcg)
1403 {
1404         if (root_memcg == memcg)
1405                 return true;
1406         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1407                 return false;
1408         return css_is_ancestor(&memcg->css, &root_memcg->css);
1409 }
1410
1411 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1412                                        struct mem_cgroup *memcg)
1413 {
1414         bool ret;
1415
1416         rcu_read_lock();
1417         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1418         rcu_read_unlock();
1419         return ret;
1420 }
1421
1422 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task,
1423                         const struct mem_cgroup *memcg)
1424 {
1425         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1426         struct task_struct *p;
1427         bool ret;
1428
1429         p = find_lock_task_mm(task);
1430         if (p) {
1431                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1432                 task_unlock(p);
1433         } else {
1434                 /*
1435                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1436                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1437                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1438                  */
1439                 rcu_read_lock();
1440                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1441                 if (curr)
1442                         css_get(&curr->css);
1443                 rcu_read_unlock();
1444         }
1445         if (!curr)
1446                 return false;
1447         /*
1448          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1449          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1450          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1451          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1452          */
1453         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1454         css_put(&curr->css);
1455         return ret;
1456 }
1457
1458 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1459 {
1460         unsigned long inactive_ratio;
1461         unsigned long inactive;
1462         unsigned long active;
1463         unsigned long gb;
1464
1465         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1466         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1467
1468         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1469         if (gb)
1470                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1471         else
1472                 inactive_ratio = 1;
1473
1474         return inactive * inactive_ratio < active;
1475 }
1476
1477 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1478         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1479
1480 /**
1481  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1482  * @memcg: the memory cgroup
1483  *
1484  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1485  * pages.
1486  */
1487 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1488 {
1489         unsigned long long margin;
1490
1491         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1492         if (do_swap_account)
1493                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1494         return margin >> PAGE_SHIFT;
1495 }
1496
1497 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1498 {
1499         /* root ? */
1500         if (!css_parent(&memcg->css))
1501                 return vm_swappiness;
1502
1503         return memcg->swappiness;
1504 }
1505
1506 /*
1507  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1508  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1509  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1510  * rcu_read_lock(), like this:
1511  *
1512  *         CPU-A                                    CPU-B
1513  *                                              rcu_read_lock()
1514  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1515  *                                                   take heavy locks.
1516  *         synchronize_rcu()                    update something.
1517  *                                              rcu_read_unlock()
1518  *         start move here.
1519  */
1520
1521 /* for quick checking without looking up memcg */
1522 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1523
1524 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1525 {
1526         atomic_inc(&memcg_moving);
1527         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1528         synchronize_rcu();
1529 }
1530
1531 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1532 {
1533         /*
1534          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1535          * We check NULL in callee rather than caller.
1536          */
1537         if (memcg) {
1538                 atomic_dec(&memcg_moving);
1539                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1540         }
1541 }
1542
1543 /*
1544  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1545  *
1546  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1547  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1548  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1549  *
1550  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1551  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1552  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1553  */
1554
1555 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1556 {
1557         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1558         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1559 }
1560
1561 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1562 {
1563         struct mem_cgroup *from;
1564         struct mem_cgroup *to;
1565         bool ret = false;
1566         /*
1567          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1568          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1569          */
1570         spin_lock(&mc.lock);
1571         from = mc.from;
1572         to = mc.to;
1573         if (!from)
1574                 goto unlock;
1575
1576         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1577                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1578 unlock:
1579         spin_unlock(&mc.lock);
1580         return ret;
1581 }
1582
1583 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1584 {
1585         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1586                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1587                         DEFINE_WAIT(wait);
1588                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1589                         /* moving charge context might have finished. */
1590                         if (mc.moving_task)
1591                                 schedule();
1592                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1593                         return true;
1594                 }
1595         }
1596         return false;
1597 }
1598
1599 /*
1600  * Take this lock when
1601  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1602  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1603  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1604  */
1605 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1606                                   unsigned long *flags)
1607 {
1608         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1609 }
1610
1611 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1612                                 unsigned long *flags)
1613 {
1614         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1615 }
1616
1617 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1618 /**
1619  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1620  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1621  * @p: Task that is going to be killed
1622  *
1623  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1624  * enabled
1625  */
1626 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1627 {
1628         struct cgroup *task_cgrp;
1629         struct cgroup *mem_cgrp;
1630         /*
1631          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1632          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1633          * If this assumption is broken, revisit this code.
1634          */
1635         static char memcg_name[PATH_MAX];
1636         int ret;
1637         struct mem_cgroup *iter;
1638         unsigned int i;
1639
1640         if (!p)
1641                 return;
1642
1643         rcu_read_lock();
1644
1645         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1646         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1647
1648         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1649         if (ret < 0) {
1650                 /*
1651                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1652                  * But we'll still print out the usage information
1653                  */
1654                 rcu_read_unlock();
1655                 goto done;
1656         }
1657         rcu_read_unlock();
1658
1659         pr_info("Task in %s killed", memcg_name);
1660
1661         rcu_read_lock();
1662         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1663         if (ret < 0) {
1664                 rcu_read_unlock();
1665                 goto done;
1666         }
1667         rcu_read_unlock();
1668
1669         /*
1670          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1671          */
1672         pr_cont(" as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1673 done:
1674
1675         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1676                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1677                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1678                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1679         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1680                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1681                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1682                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1683         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1684                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) >> 10,
1685                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_LIMIT) >> 10,
1686                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_FAILCNT));
1687
1688         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1689                 pr_info("Memory cgroup stats");
1690
1691                 rcu_read_lock();
1692                 ret = cgroup_path(iter->css.cgroup, memcg_name, PATH_MAX);
1693                 if (!ret)
1694                         pr_cont(" for %s", memcg_name);
1695                 rcu_read_unlock();
1696                 pr_cont(":");
1697
1698                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1699                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1700                                 continue;
1701                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1702                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1703                 }
1704
1705                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1706                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1707                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1708
1709                 pr_cont("\n");
1710         }
1711 }
1712
1713 /*
1714  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1715  * 1(self count) if no children.
1716  */
1717 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1718 {
1719         int num = 0;
1720         struct mem_cgroup *iter;
1721
1722         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1723                 num++;
1724         return num;
1725 }
1726
1727 /*
1728  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1729  */
1730 static u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1731 {
1732         u64 limit;
1733
1734         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1735
1736         /*
1737          * Do not consider swap space if we cannot swap due to swappiness
1738          */
1739         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1740                 u64 memsw;
1741
1742                 limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1743                 memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1744
1745                 /*
1746                  * If memsw is finite and limits the amount of swap space
1747                  * available to this memcg, return that limit.
1748                  */
1749                 limit = min(limit, memsw);
1750         }
1751
1752         return limit;
1753 }
1754
1755 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1756                                      int order)
1757 {
1758         struct mem_cgroup *iter;
1759         unsigned long chosen_points = 0;
1760         unsigned long totalpages;
1761         unsigned int points = 0;
1762         struct task_struct *chosen = NULL;
1763
1764         /*
1765          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1766          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1767          * quickly exit and free its memory.
1768          */
1769         if (fatal_signal_pending(current) || current->flags & PF_EXITING) {
1770                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1771                 return;
1772         }
1773
1774         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1775         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) >> PAGE_SHIFT ? : 1;
1776         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1777                 struct css_task_iter it;
1778                 struct task_struct *task;
1779
1780                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
1781                 while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1782                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1783                                                         false)) {
1784                         case OOM_SCAN_SELECT:
1785                                 if (chosen)
1786                                         put_task_struct(chosen);
1787                                 chosen = task;
1788                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1789                                 get_task_struct(chosen);
1790                                 /* fall through */
1791                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1792                                 continue;
1793                         case OOM_SCAN_ABORT:
1794                                 css_task_iter_end(&it);
1795                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1796                                 if (chosen)
1797                                         put_task_struct(chosen);
1798                                 return;
1799                         case OOM_SCAN_OK:
1800                                 break;
1801                         };
1802                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1803                         if (points > chosen_points) {
1804                                 if (chosen)
1805                                         put_task_struct(chosen);
1806                                 chosen = task;
1807                                 chosen_points = points;
1808                                 get_task_struct(chosen);
1809                         }
1810                 }
1811                 css_task_iter_end(&it);
1812         }
1813
1814         if (!chosen)
1815                 return;
1816         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1817         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1818                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1819 }
1820
1821 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1822                                         gfp_t gfp_mask,
1823                                         unsigned long flags)
1824 {
1825         unsigned long total = 0;
1826         bool noswap = false;
1827         int loop;
1828
1829         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1830                 noswap = true;
1831         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1832                 noswap = true;
1833
1834         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1835                 if (loop)
1836                         drain_all_stock_async(memcg);
1837                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1838                 /*
1839                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1840                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1841                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1842                  */
1843                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1844                         break;
1845                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1846                         break;
1847                 /*
1848                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1849                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1850                  */
1851                 if (loop && !total)
1852                         break;
1853         }
1854         return total;
1855 }
1856
1857 /**
1858  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1859  * @memcg: the target memcg
1860  * @nid: the node ID to be checked.
1861  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1862  *
1863  * This function returns whether the specified memcg contains any
1864  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1865  * pages in the node.
1866  */
1867 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1868                 int nid, bool noswap)
1869 {
1870         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1871                 return true;
1872         if (noswap || !total_swap_pages)
1873                 return false;
1874         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1875                 return true;
1876         return false;
1877
1878 }
1879 #if MAX_NUMNODES > 1
1880
1881 /*
1882  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1883  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1884  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1885  *
1886  */
1887 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1888 {
1889         int nid;
1890         /*
1891          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1892          * pagein/pageout changes since the last update.
1893          */
1894         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1895                 return;
1896         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1897                 return;
1898
1899         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1900         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1901
1902         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1903
1904                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1905                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1906         }
1907
1908         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1909         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1910 }
1911
1912 /*
1913  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1914  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1915  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1916  *
1917  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1918  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1919  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1920  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1921  *
1922  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1923  */
1924 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1925 {
1926         int node;
1927
1928         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1929         node = memcg->last_scanned_node;
1930
1931         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1932         if (node == MAX_NUMNODES)
1933                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1934         /*
1935          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1936          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1937          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1938          * we use curret node.
1939          */
1940         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1941                 node = numa_node_id();
1942
1943         memcg->last_scanned_node = node;
1944         return node;
1945 }
1946
1947 /*
1948  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1949  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1950  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1951  * enough new information. We need to do double check.
1952  */
1953 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1954 {
1955         int nid;
1956
1957         /*
1958          * quick check...making use of scan_node.
1959          * We can skip unused nodes.
1960          */
1961         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1962                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1963                      nid < MAX_NUMNODES;
1964                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1965
1966                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1967                                 return true;
1968                 }
1969         }
1970         /*
1971          * Check rest of nodes.
1972          */
1973         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
1974                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1975                         continue;
1976                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1977                         return true;
1978         }
1979         return false;
1980 }
1981
1982 #else
1983 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1984 {
1985         return 0;
1986 }
1987
1988 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1989 {
1990         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
1991 }
1992 #endif
1993
1994 /*
1995  * A group is eligible for the soft limit reclaim if
1996  *      a) it is over its soft limit
1997  *      b) any parent up the hierarchy is over its soft limit
1998  */
1999 bool mem_cgroup_soft_reclaim_eligible(struct mem_cgroup *memcg)
2000 {
2001         struct mem_cgroup *parent = memcg;
2002
2003         if (res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res))
2004                 return true;
2005
2006         /*
2007          * If any parent up the hierarchy is over its soft limit then we
2008          * have to obey and reclaim from this group as well.
2009          */
2010         while ((parent = parent_mem_cgroup(parent))) {
2011                 if (res_counter_soft_limit_excess(&parent->res))
2012                         return true;
2013         }
2014
2015         return false;
2016 }
2017
2018 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
2019
2020 /*
2021  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
2022  * If someone is running, return false.
2023  */
2024 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
2025 {
2026         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
2027
2028         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2029
2030         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2031                 if (iter->oom_lock) {
2032                         /*
2033                          * this subtree of our hierarchy is already locked
2034                          * so we cannot give a lock.
2035                          */
2036                         failed = iter;
2037                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2038                         break;
2039                 } else
2040                         iter->oom_lock = true;
2041         }
2042
2043         if (failed) {
2044                 /*
2045                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
2046                  * to clean up what we set up to the failing subtree
2047                  */
2048                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2049                         if (iter == failed) {
2050                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2051                                 break;
2052                         }
2053                         iter->oom_lock = false;
2054                 }
2055         }
2056
2057         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2058
2059         return !failed;
2060 }
2061
2062 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
2063 {
2064         struct mem_cgroup *iter;
2065
2066         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2067         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2068                 iter->oom_lock = false;
2069         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2070 }
2071
2072 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2073 {
2074         struct mem_cgroup *iter;
2075
2076         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2077                 atomic_inc(&iter->under_oom);
2078 }
2079
2080 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2081 {
2082         struct mem_cgroup *iter;
2083
2084         /*
2085          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
2086          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
2087          * atomic_add_unless() here.
2088          */
2089         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2090                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
2091 }
2092
2093 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
2094
2095 struct oom_wait_info {
2096         struct mem_cgroup *memcg;
2097         wait_queue_t    wait;
2098 };
2099
2100 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
2101         unsigned mode, int sync, void *arg)
2102 {
2103         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
2104         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
2105         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
2106
2107         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
2108         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
2109
2110         /*
2111          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
2112          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
2113          */
2114         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
2115                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
2116                 return 0;
2117         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
2118 }
2119
2120 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2121 {
2122         atomic_inc(&memcg->oom_wakeups);
2123         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
2124         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
2125 }
2126
2127 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
2128 {
2129         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
2130                 memcg_wakeup_oom(memcg);
2131 }
2132
2133 /*
2134  * try to call OOM killer
2135  */
2136 static void mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
2137 {
2138         bool locked;
2139         int wakeups;
2140
2141         if (!current->memcg_oom.may_oom)
2142                 return;
2143
2144         current->memcg_oom.in_memcg_oom = 1;
2145
2146         /*
2147          * As with any blocking lock, a contender needs to start
2148          * listening for wakeups before attempting the trylock,
2149          * otherwise it can miss the wakeup from the unlock and sleep
2150          * indefinitely.  This is just open-coded because our locking
2151          * is so particular to memcg hierarchies.
2152          */
2153         wakeups = atomic_read(&memcg->oom_wakeups);
2154         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2155
2156         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
2157
2158         if (locked)
2159                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2160
2161         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
2162                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2163                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order);
2164                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2165                 /*
2166                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
2167                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
2168                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
2169                  */
2170                 memcg_oom_recover(memcg);
2171         } else {
2172                 /*
2173                  * A system call can just return -ENOMEM, but if this
2174                  * is a page fault and somebody else is handling the
2175                  * OOM already, we need to sleep on the OOM waitqueue
2176                  * for this memcg until the situation is resolved.
2177                  * Which can take some time because it might be
2178                  * handled by a userspace task.
2179                  *
2180                  * However, this is the charge context, which means
2181                  * that we may sit on a large call stack and hold
2182                  * various filesystem locks, the mmap_sem etc. and we
2183                  * don't want the OOM handler to deadlock on them
2184                  * while we sit here and wait.  Store the current OOM
2185                  * context in the task_struct, then return -ENOMEM.
2186                  * At the end of the page fault handler, with the
2187                  * stack unwound, pagefault_out_of_memory() will check
2188                  * back with us by calling
2189                  * mem_cgroup_oom_synchronize(), possibly putting the
2190                  * task to sleep.
2191                  */
2192                 current->memcg_oom.oom_locked = locked;
2193                 current->memcg_oom.wakeups = wakeups;
2194                 css_get(&memcg->css);
2195                 current->memcg_oom.wait_on_memcg = memcg;
2196         }
2197 }
2198
2199 /**
2200  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
2201  *
2202  * This has to be called at the end of a page fault if the the memcg
2203  * OOM handler was enabled and the fault is returning %VM_FAULT_OOM.
2204  *
2205  * Memcg supports userspace OOM handling, so failed allocations must
2206  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
2207  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
2208  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
2209  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
2210  * the end of the page fault to put the task to sleep and clean up the
2211  * OOM state.
2212  *
2213  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
2214  * finalized, %false otherwise.
2215  */
2216 bool mem_cgroup_oom_synchronize(void)
2217 {
2218         struct oom_wait_info owait;
2219         struct mem_cgroup *memcg;
2220
2221         /* OOM is global, do not handle */
2222         if (!current->memcg_oom.in_memcg_oom)
2223                 return false;
2224
2225         /*
2226          * We invoked the OOM killer but there is a chance that a kill
2227          * did not free up any charges.  Everybody else might already
2228          * be sleeping, so restart the fault and keep the rampage
2229          * going until some charges are released.
2230          */
2231         memcg = current->memcg_oom.wait_on_memcg;
2232         if (!memcg)
2233                 goto out;
2234
2235         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
2236                 goto out_memcg;
2237
2238         owait.memcg = memcg;
2239         owait.wait.flags = 0;
2240         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2241         owait.wait.private = current;
2242         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
2243
2244         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2245         /* Only sleep if we didn't miss any wakeups since OOM */
2246         if (atomic_read(&memcg->oom_wakeups) == current->memcg_oom.wakeups)
2247                 schedule();
2248         finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2249 out_memcg:
2250         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2251         if (current->memcg_oom.oom_locked) {
2252                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2253                 /*
2254                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
2255                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
2256                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
2257                  */
2258                 memcg_oom_recover(memcg);
2259         }
2260         css_put(&memcg->css);
2261         current->memcg_oom.wait_on_memcg = NULL;
2262 out:
2263         current->memcg_oom.in_memcg_oom = 0;
2264         return true;
2265 }
2266
2267 /*
2268  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
2269  * generalized to update other statistics as well.
2270  *
2271  * Notes: Race condition
2272  *
2273  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
2274  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
2275  * to do so _always_.
2276  *
2277  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
2278  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
2279  * are no race with "charge".
2280  *
2281  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
2282  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
2283  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
2284  * by flags.
2285  *
2286  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
2287  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
2288  * If there is, we take a lock.
2289  */
2290
2291 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
2292                                 bool *locked, unsigned long *flags)
2293 {
2294         struct mem_cgroup *memcg;
2295         struct page_cgroup *pc;
2296
2297         pc = lookup_page_cgroup(page);
2298 again:
2299         memcg = pc->mem_cgroup;
2300         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2301                 return;
2302         /*
2303          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
2304          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
2305          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
2306          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
2307          */
2308         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
2309                 return;
2310
2311         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2312         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2313                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2314                 goto again;
2315         }
2316         *locked = true;
2317 }
2318
2319 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
2320 {
2321         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2322
2323         /*
2324          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
2325          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
2326          * should take move_lock_mem_cgroup().
2327          */
2328         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
2329 }
2330
2331 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
2332                                  enum mem_cgroup_stat_index idx, int val)
2333 {
2334         struct mem_cgroup *memcg;
2335         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2336         unsigned long uninitialized_var(flags);
2337
2338         if (mem_cgroup_disabled())
2339                 return;
2340
2341         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
2342         memcg = pc->mem_cgroup;
2343         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2344                 return;
2345
2346         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2347 }
2348
2349 /*
2350  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2351  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2352  */
2353 #define CHARGE_BATCH    32U
2354 struct memcg_stock_pcp {
2355         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2356         unsigned int nr_pages;
2357         struct work_struct work;
2358         unsigned long flags;
2359 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2360 };
2361 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2362 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2363
2364 /**
2365  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2366  * @memcg: memcg to consume from.
2367  * @nr_pages: how many pages to charge.
2368  *
2369  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2370  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2371  * service an allocation will refill the stock.
2372  *
2373  * returns true if successful, false otherwise.
2374  */
2375 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2376 {
2377         struct memcg_stock_pcp *stock;
2378         bool ret = true;
2379
2380         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2381                 return false;
2382
2383         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2384         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages)
2385                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2386         else /* need to call res_counter_charge */
2387                 ret = false;
2388         put_cpu_var(memcg_stock);
2389         return ret;
2390 }
2391
2392 /*
2393  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2394  */
2395 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2396 {
2397         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2398
2399         if (stock->nr_pages) {
2400                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2401
2402                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2403                 if (do_swap_account)
2404                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2405                 stock->nr_pages = 0;
2406         }
2407         stock->cached = NULL;
2408 }
2409
2410 /*
2411  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2412  * a thread which is pinned to local cpu.
2413  */
2414 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2415 {
2416         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2417         drain_stock(stock);
2418         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2419 }
2420
2421 static void __init memcg_stock_init(void)
2422 {
2423         int cpu;
2424
2425         for_each_possible_cpu(cpu) {
2426                 struct memcg_stock_pcp *stock =
2427                                         &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2428                 INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
2429         }
2430 }
2431
2432 /*
2433  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2434  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2435  */
2436 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2437 {
2438         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2439
2440         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2441                 drain_stock(stock);
2442                 stock->cached = memcg;
2443         }
2444         stock->nr_pages += nr_pages;
2445         put_cpu_var(memcg_stock);
2446 }
2447
2448 /*
2449  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2450  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2451  * until the work is done.
2452  */
2453 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2454 {
2455         int cpu, curcpu;
2456
2457         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2458         get_online_cpus();
2459         curcpu = get_cpu();
2460         for_each_online_cpu(cpu) {
2461                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2462                 struct mem_cgroup *memcg;
2463
2464                 memcg = stock->cached;
2465                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2466                         continue;
2467                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2468                         continue;
2469                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2470                         if (cpu == curcpu)
2471                                 drain_local_stock(&stock->work);
2472                         else
2473                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2474                 }
2475         }
2476         put_cpu();
2477
2478         if (!sync)
2479                 goto out;
2480
2481         for_each_online_cpu(cpu) {
2482                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2483                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2484                         flush_work(&stock->work);
2485         }
2486 out:
2487         put_online_cpus();
2488 }
2489
2490 /*
2491  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2492  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2493  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2494  * it.
2495  */
2496 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2497 {
2498         /*
2499          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2500          */
2501         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2502                 return;
2503         drain_all_stock(root_memcg, false);
2504         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2505 }
2506
2507 /* This is a synchronous drain interface. */
2508 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2509 {
2510         /* called when force_empty is called */
2511         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2512         drain_all_stock(root_memcg, true);
2513         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2514 }
2515
2516 /*
2517  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2518  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2519  */
2520 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2521 {
2522         int i;
2523
2524         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2525         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2526                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2527
2528                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2529                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2530         }
2531         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2532                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2533
2534                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2535                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2536         }
2537         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2538 }
2539
2540 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2541                                         unsigned long action,
2542                                         void *hcpu)
2543 {
2544         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2545         struct memcg_stock_pcp *stock;
2546         struct mem_cgroup *iter;
2547
2548         if (action == CPU_ONLINE)
2549                 return NOTIFY_OK;
2550
2551         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2552                 return NOTIFY_OK;
2553
2554         for_each_mem_cgroup(iter)
2555                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2556
2557         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2558         drain_stock(stock);
2559         return NOTIFY_OK;
2560 }
2561
2562
2563 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2564 enum {
2565         CHARGE_OK,              /* success */
2566         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2567         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2568         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2569 };
2570
2571 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2572                                 unsigned int nr_pages, unsigned int min_pages,
2573                                 bool invoke_oom)
2574 {
2575         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2576         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2577         struct res_counter *fail_res;
2578         unsigned long flags = 0;
2579         int ret;
2580
2581         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2582
2583         if (likely(!ret)) {
2584                 if (!do_swap_account)
2585                         return CHARGE_OK;
2586                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2587                 if (likely(!ret))
2588                         return CHARGE_OK;
2589
2590                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2591                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2592                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2593         } else
2594                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2595         /*
2596          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2597          * single page instead.
2598          */
2599         if (nr_pages > min_pages)
2600                 return CHARGE_RETRY;
2601
2602         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2603                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2604
2605         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2606                 return CHARGE_NOMEM;
2607
2608         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2609         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2610                 return CHARGE_RETRY;
2611         /*
2612          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2613          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2614          * before killing the task.
2615          *
2616          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2617          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2618          * to regular pages anyway in case of failure.
2619          */
2620         if (nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) && ret)
2621                 return CHARGE_RETRY;
2622
2623         /*
2624          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2625          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2626          */
2627         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2628                 return CHARGE_RETRY;
2629
2630         if (invoke_oom)
2631                 mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize));
2632
2633         return CHARGE_NOMEM;
2634 }
2635
2636 /*
2637  * __mem_cgroup_try_charge() does
2638  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2639  * 2. update res_counter
2640  * 3. call memory reclaim if necessary.
2641  *
2642  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2643  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2644  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2645  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2646  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2647  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2648  *
2649  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2650  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2651  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2652  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2653  *
2654  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2655  * the oom-killer can be invoked.
2656  */
2657 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2658                                    gfp_t gfp_mask,
2659                                    unsigned int nr_pages,
2660                                    struct mem_cgroup **ptr,
2661                                    bool oom)
2662 {
2663         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2664         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2665         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2666         int ret;
2667
2668         /*
2669          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2670          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2671          * MEMDIE process.
2672          */
2673         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2674                      || fatal_signal_pending(current)))
2675                 goto bypass;
2676
2677         /*
2678          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2679          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2680          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2681          * set, if so charge the root memcg (happens for pagecache usage).
2682          */
2683         if (!*ptr && !mm)
2684                 *ptr = root_mem_cgroup;
2685 again:
2686         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2687                 memcg = *ptr;
2688                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2689                         goto done;
2690                 if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2691                         goto done;
2692                 css_get(&memcg->css);
2693         } else {
2694                 struct task_struct *p;
2695
2696                 rcu_read_lock();
2697                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2698                 /*
2699                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2700                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2701                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2702                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2703                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2704                  * small race, here.
2705                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2706                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2707                  */
2708                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2709                 if (!memcg)
2710                         memcg = root_mem_cgroup;
2711                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2712                         rcu_read_unlock();
2713                         goto done;
2714                 }
2715                 if (consume_stock(memcg, nr_pages)) {
2716                         /*
2717                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2718                          * But considering how consume_stok works, it's not
2719                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2720                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2721                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2722                          * calling consume_stock().
2723                          */
2724                         rcu_read_unlock();
2725                         goto done;
2726                 }
2727                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2728                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2729                         rcu_read_unlock();
2730                         goto again;
2731                 }
2732                 rcu_read_unlock();
2733         }
2734
2735         do {
2736                 bool invoke_oom = oom && !nr_oom_retries;
2737
2738                 /* If killed, bypass charge */
2739                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2740                         css_put(&memcg->css);
2741                         goto bypass;
2742                 }
2743
2744                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch,
2745                                            nr_pages, invoke_oom);
2746                 switch (ret) {
2747                 case CHARGE_OK:
2748                         break;
2749                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2750                         batch = nr_pages;
2751                         css_put(&memcg->css);
2752                         memcg = NULL;
2753                         goto again;
2754                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2755                         css_put(&memcg->css);
2756                         goto nomem;
2757                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2758                         if (!oom || invoke_oom) {
2759                                 css_put(&memcg->css);
2760                                 goto nomem;
2761                         }
2762                         nr_oom_retries--;
2763                         break;
2764                 }
2765         } while (ret != CHARGE_OK);
2766
2767         if (batch > nr_pages)
2768                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2769         css_put(&memcg->css);
2770 done:
2771         *ptr = memcg;
2772         return 0;
2773 nomem:
2774         *ptr = NULL;
2775         return -ENOMEM;
2776 bypass:
2777         *ptr = root_mem_cgroup;
2778         return -EINTR;
2779 }
2780
2781 /*
2782  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2783  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2784  * gotten by try_charge().
2785  */
2786 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2787                                        unsigned int nr_pages)
2788 {
2789         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2790                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2791
2792                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2793                 if (do_swap_account)
2794                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2795         }
2796 }
2797
2798 /*
2799  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2800  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2801  */
2802 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2803                                         unsigned int nr_pages)
2804 {
2805         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2806
2807         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2808                 return;
2809
2810         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2811         if (do_swap_account)
2812                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2813                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2814 }
2815
2816 /*
2817  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2818  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling css_tryget if
2819  * the mem_cgroup is used for charging. (dropping refcnt from swap can be
2820  * called against removed memcg.)
2821  */
2822 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2823 {
2824         struct cgroup_subsys_state *css;
2825
2826         /* ID 0 is unused ID */
2827         if (!id)
2828                 return NULL;
2829         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2830         if (!css)
2831                 return NULL;
2832         return mem_cgroup_from_css(css);
2833 }
2834
2835 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2836 {
2837         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2838         struct page_cgroup *pc;
2839         unsigned short id;
2840         swp_entry_t ent;
2841
2842         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2843
2844         pc = lookup_page_cgroup(page);
2845         lock_page_cgroup(pc);
2846         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2847                 memcg = pc->mem_cgroup;
2848                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2849                         memcg = NULL;
2850         } else if (PageSwapCache(page)) {
2851                 ent.val = page_private(page);
2852                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2853                 rcu_read_lock();
2854                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2855                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2856                         memcg = NULL;
2857                 rcu_read_unlock();
2858         }
2859         unlock_page_cgroup(pc);
2860         return memcg;
2861 }
2862
2863 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2864                                        struct page *page,
2865                                        unsigned int nr_pages,
2866                                        enum charge_type ctype,
2867                                        bool lrucare)
2868 {
2869         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2870         struct zone *uninitialized_var(zone);
2871         struct lruvec *lruvec;
2872         bool was_on_lru = false;
2873         bool anon;
2874
2875         lock_page_cgroup(pc);
2876         VM_BUG_ON(PageCgroupUsed(pc));
2877         /*
2878          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2879          * accessed by any other context at this point.
2880          */
2881
2882         /*
2883          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2884          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2885          */
2886         if (lrucare) {
2887                 zone = page_zone(page);
2888                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2889                 if (PageLRU(page)) {
2890                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2891                         ClearPageLRU(page);
2892                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2893                         was_on_lru = true;
2894                 }
2895         }
2896
2897         pc->mem_cgroup = memcg;
2898         /*
2899          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2900          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2901          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2902          * before USED bit, we need memory barrier here.
2903          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2904          */
2905         smp_wmb();
2906         SetPageCgroupUsed(pc);
2907
2908         if (lrucare) {
2909                 if (was_on_lru) {
2910                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2911                         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2912                         SetPageLRU(page);
2913                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2914                 }
2915                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2916         }
2917
2918         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON)
2919                 anon = true;
2920         else
2921                 anon = false;
2922
2923         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, nr_pages);
2924         unlock_page_cgroup(pc);
2925
2926         /*
2927          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2928          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2929          * if they exceeds softlimit.
2930          */
2931         memcg_check_events(memcg, page);
2932 }
2933
2934 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
2935
2936 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2937 static inline bool memcg_can_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2938 {
2939         return !mem_cgroup_disabled() && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
2940                 (memcg->kmem_account_flags & KMEM_ACCOUNTED_MASK);
2941 }
2942
2943 /*
2944  * This is a bit cumbersome, but it is rarely used and avoids a backpointer
2945  * in the memcg_cache_params struct.
2946  */
2947 static struct kmem_cache *memcg_params_to_cache(struct memcg_cache_params *p)
2948 {
2949         struct kmem_cache *cachep;
2950
2951         VM_BUG_ON(p->is_root_cache);
2952         cachep = p->root_cache;
2953         return cachep->memcg_params->memcg_caches[memcg_cache_id(p->memcg)];
2954 }
2955
2956 #ifdef CONFIG_SLABINFO
2957 static int mem_cgroup_slabinfo_read(struct cgroup_subsys_state *css,
2958                                     struct cftype *cft, struct seq_file *m)
2959 {
2960         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2961         struct memcg_cache_params *params;
2962
2963         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
2964                 return -EIO;
2965
2966         print_slabinfo_header(m);
2967
2968         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
2969         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list)
2970                 cache_show(memcg_params_to_cache(params), m);
2971         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
2972
2973         return 0;
2974 }
2975 #endif
2976
2977 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp, u64 size)
2978 {
2979         struct res_counter *fail_res;
2980         struct mem_cgroup *_memcg;
2981         int ret = 0;
2982         bool may_oom;
2983
2984         ret = res_counter_charge(&memcg->kmem, size, &fail_res);
2985         if (ret)
2986                 return ret;
2987
2988         /*
2989          * Conditions under which we can wait for the oom_killer. Those are
2990          * the same conditions tested by the core page allocator
2991          */
2992         may_oom = (gfp & __GFP_FS) && !(gfp & __GFP_NORETRY);
2993
2994         _memcg = memcg;
2995         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp, size >> PAGE_SHIFT,
2996                                       &_memcg, may_oom);
2997
2998         if (ret == -EINTR)  {
2999                 /*
3000                  * __mem_cgroup_try_charge() chosed to bypass to root due to
3001                  * OOM kill or fatal signal.  Since our only options are to
3002                  * either fail the allocation or charge it to this cgroup, do
3003                  * it as a temporary condition. But we can't fail. From a
3004                  * kmem/slab perspective, the cache has already been selected,
3005                  * by mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
3006                  * our minds.
3007                  *
3008                  * This condition will only trigger if the task entered
3009                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed during
3010                  * __mem_cgroup_try_charge() above. Tasks that were already
3011                  * dying when the allocation triggers should have been already
3012                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
3013                  */
3014                 res_counter_charge_nofail(&memcg->res, size, &fail_res);
3015                 if (do_swap_account)
3016                         res_counter_charge_nofail(&memcg->memsw, size,
3017                                                   &fail_res);
3018                 ret = 0;
3019         } else if (ret)
3020                 res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size);
3021
3022         return ret;
3023 }
3024
3025 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, u64 size)
3026 {
3027         res_counter_uncharge(&memcg->res, size);
3028         if (do_swap_account)
3029                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, size);
3030
3031         /* Not down to 0 */
3032         if (res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size))
3033                 return;
3034
3035         /*
3036          * Releases a reference taken in kmem_cgroup_css_offline in case
3037          * this last uncharge is racing with the offlining code or it is
3038          * outliving the memcg existence.
3039          *
3040          * The memory barrier imposed by test&clear is paired with the
3041          * explicit one in memcg_kmem_mark_dead().
3042          */
3043         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
3044                 css_put(&memcg->css);
3045 }
3046
3047 void memcg_cache_list_add(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *cachep)
3048 {
3049         if (!memcg)
3050                 return;
3051
3052         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3053         list_add(&cachep->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
3054         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3055 }
3056
3057 /*
3058  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
3059  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
3060  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
3061  */
3062 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
3063 {
3064         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
3065 }
3066
3067 /*
3068  * This ends up being protected by the set_limit mutex, during normal
3069  * operation, because that is its main call site.
3070  *
3071  * But when we create a new cache, we can call this as well if its parent
3072  * is kmem-limited. That will have to hold set_limit_mutex as well.
3073  */
3074 int memcg_update_cache_sizes(struct mem_cgroup *memcg)
3075 {
3076         int num, ret;
3077
3078         num = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
3079                                 0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
3080         if (num < 0)
3081                 return num;
3082         /*
3083          * After this point, kmem_accounted (that we test atomically in
3084          * the beginning of this conditional), is no longer 0. This
3085          * guarantees only one process will set the following boolean
3086          * to true. We don't need test_and_set because we're protected
3087          * by the set_limit_mutex anyway.
3088          */
3089         memcg_kmem_set_activated(memcg);
3090
3091         ret = memcg_update_all_caches(num+1);
3092         if (ret) {
3093                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, num);
3094                 memcg_kmem_clear_activated(memcg);
3095                 return ret;
3096         }
3097
3098         memcg->kmemcg_id = num;
3099         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
3100         mutex_init(&memcg->slab_caches_mutex);
3101         return 0;
3102 }
3103
3104 static size_t memcg_caches_array_size(int num_groups)
3105 {
3106         ssize_t size;
3107         if (num_groups <= 0)
3108                 return 0;
3109
3110         size = 2 * num_groups;
3111         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
3112                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
3113         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
3114                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
3115
3116         return size;
3117 }
3118
3119 /*
3120  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
3121  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
3122  * calling this.
3123  */
3124 void memcg_update_array_size(int num)
3125 {
3126         if (num > memcg_limited_groups_array_size)
3127                 memcg_limited_groups_array_size = memcg_caches_array_size(num);
3128 }
3129
3130 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w);
3131
3132 int memcg_update_cache_size(struct kmem_cache *s, int num_groups)
3133 {
3134         struct memcg_cache_params *cur_params = s->memcg_params;
3135
3136         VM_BUG_ON(s->memcg_params && !s->memcg_params->is_root_cache);
3137
3138         if (num_groups > memcg_limited_groups_array_size) {
3139                 int i;
3140                 ssize_t size = memcg_caches_array_size(num_groups);
3141
3142                 size *= sizeof(void *);
3143                 size += offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
3144
3145                 s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3146                 if (!s->memcg_params) {
3147                         s->memcg_params = cur_params;
3148                         return -ENOMEM;
3149                 }
3150
3151                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3152
3153                 /*
3154                  * There is the chance it will be bigger than
3155                  * memcg_limited_groups_array_size, if we failed an allocation
3156                  * in a cache, in which case all caches updated before it, will
3157                  * have a bigger array.
3158                  *
3159                  * But if that is the case, the data after
3160                  * memcg_limited_groups_array_size is certainly unused
3161                  */
3162                 for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3163                         if (!cur_params->memcg_caches[i])
3164                                 continue;
3165                         s->memcg_params->memcg_caches[i] =
3166                                                 cur_params->memcg_caches[i];
3167                 }
3168
3169                 /*
3170                  * Ideally, we would wait until all caches succeed, and only
3171                  * then free the old one. But this is not worth the extra
3172                  * pointer per-cache we'd have to have for this.
3173                  *
3174                  * It is not a big deal if some caches are left with a size
3175                  * bigger than the others. And all updates will reset this
3176                  * anyway.
3177                  */
3178                 kfree(cur_params);
3179         }
3180         return 0;
3181 }
3182
3183 int memcg_register_cache(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s,
3184                          struct kmem_cache *root_cache)
3185 {
3186         size_t size;
3187
3188         if (!memcg_kmem_enabled())
3189                 return 0;
3190
3191         if (!memcg) {
3192                 size = offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
3193                 size += memcg_limited_groups_array_size * sizeof(void *);
3194         } else
3195                 size = sizeof(struct memcg_cache_params);
3196
3197         s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3198         if (!s->memcg_params)
3199                 return -ENOMEM;
3200
3201         if (memcg) {
3202                 s->memcg_params->memcg = memcg;
3203                 s->memcg_params->root_cache = root_cache;
3204                 INIT_WORK(&s->memcg_params->destroy,
3205                                 kmem_cache_destroy_work_func);
3206         } else
3207                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3208
3209         return 0;
3210 }
3211
3212 void memcg_release_cache(struct kmem_cache *s)
3213 {
3214         struct kmem_cache *root;
3215         struct mem_cgroup *memcg;
3216         int id;
3217
3218         /*
3219          * This happens, for instance, when a root cache goes away before we
3220          * add any memcg.
3221          */
3222         if (!s->memcg_params)
3223                 return;
3224
3225         if (s->memcg_params->is_root_cache)
3226                 goto out;
3227
3228         memcg = s->memcg_params->memcg;
3229         id  = memcg_cache_id(memcg);
3230
3231         root = s->memcg_params->root_cache;
3232         root->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
3233
3234         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3235         list_del(&s->memcg_params->list);
3236         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3237
3238         css_put(&memcg->css);
3239 out:
3240         kfree(s->memcg_params);
3241 }
3242
3243 /*
3244  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
3245  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
3246  * enqueing new caches to be created.
3247  *
3248  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
3249  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
3250  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
3251  * objects during debug.
3252  *
3253  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
3254  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
3255  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
3256  * cache again, failing at the same point.
3257  *
3258  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
3259  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
3260  * inside the following two functions.
3261  */
3262 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
3263 {
3264         VM_BUG_ON(!current->mm);
3265         current->memcg_kmem_skip_account++;
3266 }
3267
3268 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
3269 {
3270         VM_BUG_ON(!current->mm);
3271         current->memcg_kmem_skip_account--;
3272 }
3273
3274 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w)
3275 {
3276         struct kmem_cache *cachep;
3277         struct memcg_cache_params *p;
3278
3279         p = container_of(w, struct memcg_cache_params, destroy);
3280
3281         cachep = memcg_params_to_cache(p);
3282
3283         /*
3284          * If we get down to 0 after shrink, we could delete right away.
3285          * However, memcg_release_pages() already puts us back in the workqueue
3286          * in that case. If we proceed deleting, we'll get a dangling
3287          * reference, and removing the object from the workqueue in that case
3288          * is unnecessary complication. We are not a fast path.
3289          *
3290          * Note that this case is fundamentally different from racing with
3291          * shrink_slab(): if memcg_cgroup_destroy_cache() is called in
3292          * kmem_cache_shrink, not only we would be reinserting a dead cache
3293          * into the queue, but doing so from inside the worker racing to
3294          * destroy it.
3295          *
3296          * So if we aren't down to zero, we'll just schedule a worker and try
3297          * again
3298          */
3299         if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) != 0) {
3300                 kmem_cache_shrink(cachep);
3301                 if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) == 0)
3302                         return;
3303         } else
3304                 kmem_cache_destroy(cachep);
3305 }
3306
3307 void mem_cgroup_destroy_cache(struct kmem_cache *cachep)
3308 {
3309         if (!cachep->memcg_params->dead)
3310                 return;
3311
3312         /*
3313          * There are many ways in which we can get here.
3314          *
3315          * We can get to a memory-pressure situation while the delayed work is
3316          * still pending to run. The vmscan shrinkers can then release all
3317          * cache memory and get us to destruction. If this is the case, we'll
3318          * be executed twice, which is a bug (the second time will execute over
3319          * bogus data). In this case, cancelling the work should be fine.
3320          *
3321          * But we can also get here from the worker itself, if
3322          * kmem_cache_shrink is enough to shake all the remaining objects and
3323          * get the page count to 0. In this case, we'll deadlock if we try to
3324          * cancel the work (the worker runs with an internal lock held, which
3325          * is the same lock we would hold for cancel_work_sync().)
3326          *
3327          * Since we can't possibly know who got us here, just refrain from
3328          * running if there is already work pending
3329          */
3330         if (work_pending(&cachep->memcg_params->destroy))
3331                 return;
3332         /*
3333          * We have to defer the actual destroying to a workqueue, because
3334          * we might currently be in a context that cannot sleep.
3335          */
3336         schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3337 }
3338
3339 /*
3340  * This lock protects updaters, not readers. We want readers to be as fast as
3341  * they can, and they will either see NULL or a valid cache value. Our model
3342  * allow them to see NULL, in which case the root memcg will be selected.
3343  *
3344  * We need this lock because multiple allocations to the same cache from a non
3345  * will span more than one worker. Only one of them can create the cache.
3346  */
3347 static DEFINE_MUTEX(memcg_cache_mutex);
3348
3349 /*
3350  * Called with memcg_cache_mutex held
3351  */
3352 static struct kmem_cache *kmem_cache_dup(struct mem_cgroup *memcg,
3353                                          struct kmem_cache *s)
3354 {
3355         struct kmem_cache *new;
3356         static char *tmp_name = NULL;
3357
3358         lockdep_assert_held(&memcg_cache_mutex);
3359
3360         /*
3361          * kmem_cache_create_memcg duplicates the given name and
3362          * cgroup_name for this name requires RCU context.
3363          * This static temporary buffer is used to prevent from
3364          * pointless shortliving allocation.
3365          */
3366         if (!tmp_name) {
3367                 tmp_name = kmalloc(PATH_MAX, GFP_KERNEL);
3368                 if (!tmp_name)
3369                         return NULL;
3370         }
3371
3372         rcu_read_lock();
3373         snprintf(tmp_name, PATH_MAX, "%s(%d:%s)", s->name,
3374                          memcg_cache_id(memcg), cgroup_name(memcg->css.cgroup));
3375         rcu_read_unlock();
3376
3377         new = kmem_cache_create_memcg(memcg, tmp_name, s->object_size, s->align,
3378                                       (s->flags & ~SLAB_PANIC), s->ctor, s);
3379
3380         if (new)
3381                 new->allocflags |= __GFP_KMEMCG;
3382
3383         return new;
3384 }
3385
3386 static struct kmem_cache *memcg_create_kmem_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3387                                                   struct kmem_cache *cachep)
3388 {
3389         struct kmem_cache *new_cachep;
3390         int idx;
3391
3392         BUG_ON(!memcg_can_account_kmem(memcg));
3393
3394         idx = memcg_cache_id(memcg);
3395
3396         mutex_lock(&memcg_cache_mutex);
3397         new_cachep = cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3398         if (new_cachep) {
3399                 css_put(&memcg->css);
3400                 goto out;
3401         }
3402
3403         new_cachep = kmem_cache_dup(memcg, cachep);
3404         if (new_cachep == NULL) {
3405                 new_cachep = cachep;
3406                 css_put(&memcg->css);
3407                 goto out;
3408         }
3409
3410         atomic_set(&new_cachep->memcg_params->nr_pages , 0);
3411
3412         cachep->memcg_params->memcg_caches[idx] = new_cachep;
3413         /*
3414          * the readers won't lock, make sure everybody sees the updated value,
3415          * so they won't put stuff in the queue again for no reason
3416          */
3417         wmb();
3418 out:
3419         mutex_unlock(&memcg_cache_mutex);
3420         return new_cachep;
3421 }
3422
3423 void kmem_cache_destroy_memcg_children(struct kmem_cache *s)
3424 {
3425         struct kmem_cache *c;
3426         int i;
3427
3428         if (!s->memcg_params)
3429                 return;
3430         if (!s->memcg_params->is_root_cache)
3431                 return;
3432
3433         /*
3434          * If the cache is being destroyed, we trust that there is no one else
3435          * requesting objects from it. Even if there are, the sanity checks in
3436          * kmem_cache_destroy should caught this ill-case.
3437          *
3438          * Still, we don't want anyone else freeing memcg_caches under our
3439          * noses, which can happen if a new memcg comes to life. As usual,
3440          * we'll take the set_limit_mutex to protect ourselves against this.
3441          */
3442         mutex_lock(&set_limit_mutex);
3443         for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3444                 c = s->memcg_params->memcg_caches[i];
3445                 if (!c)
3446                         continue;
3447
3448                 /*
3449                  * We will now manually delete the caches, so to avoid races
3450                  * we need to cancel all pending destruction workers and
3451                  * proceed with destruction ourselves.
3452                  *
3453                  * kmem_cache_destroy() will call kmem_cache_shrink internally,
3454                  * and that could spawn the workers again: it is likely that
3455                  * the cache still have active pages until this very moment.
3456                  * This would lead us back to mem_cgroup_destroy_cache.
3457                  *
3458                  * But that will not execute at all if the "dead" flag is not
3459                  * set, so flip it down to guarantee we are in control.
3460                  */
3461                 c->memcg_params->dead = false;
3462                 cancel_work_sync(&c->memcg_params->destroy);
3463                 kmem_cache_destroy(c);
3464         }
3465         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3466 }
3467
3468 struct create_work {
3469         struct mem_cgroup *memcg;
3470         struct kmem_cache *cachep;
3471         struct work_struct work;
3472 };
3473
3474 static void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3475 {
3476         struct kmem_cache *cachep;
3477         struct memcg_cache_params *params;
3478
3479         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3480                 return;
3481
3482         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3483         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list) {
3484                 cachep = memcg_params_to_cache(params);
3485                 cachep->memcg_params->dead = true;
3486                 schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3487         }
3488         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3489 }
3490
3491 static void memcg_create_cache_work_func(struct work_struct *w)
3492 {
3493         struct create_work *cw;
3494
3495         cw = container_of(w, struct create_work, work);
3496         memcg_create_kmem_cache(cw->memcg, cw->cachep);
3497         kfree(cw);
3498 }
3499
3500 /*
3501  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
3502  */
3503 static void __memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3504                                          struct kmem_cache *cachep)
3505 {
3506         struct create_work *cw;
3507
3508         cw = kmalloc(sizeof(struct create_work), GFP_NOWAIT);
3509         if (cw == NULL) {
3510                 css_put(&memcg->css);
3511                 return;
3512         }
3513
3514         cw->memcg = memcg;
3515         cw->cachep = cachep;
3516
3517         INIT_WORK(&cw->work, memcg_create_cache_work_func);
3518         schedule_work(&cw->work);
3519 }
3520
3521 static void memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3522                                        struct kmem_cache *cachep)
3523 {
3524         /*
3525          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
3526          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
3527          * in __memcg_create_cache_enqueue will recurse.
3528          *
3529          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
3530          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
3531          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
3532          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
3533          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
3534          */
3535         memcg_stop_kmem_account();
3536         __memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3537         memcg_resume_kmem_account();
3538 }
3539 /*
3540  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
3541  * We try to use the current memcg's version of the cache.
3542  *
3543  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
3544  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
3545  * in a workqueue.
3546  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
3547  * the original cache.
3548  *
3549  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
3550  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
3551  */
3552 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
3553                                           gfp_t gfp)
3554 {
3555         struct mem_cgroup *memcg;
3556         int idx;
3557
3558         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
3559         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
3560
3561         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3562                 return cachep;
3563
3564         rcu_read_lock();
3565         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
3566
3567         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
3568                 goto out;
3569
3570         idx = memcg_cache_id(memcg);
3571
3572         /*
3573          * barrier to mare sure we're always seeing the up to date value.  The
3574          * code updating memcg_caches will issue a write barrier to match this.
3575          */
3576         read_barrier_depends();
3577         if (likely(cachep->memcg_params->memcg_caches[idx])) {
3578                 cachep = cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3579                 goto out;
3580         }
3581
3582         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
3583         if (!css_tryget(&memcg->css))
3584                 goto out;
3585         rcu_read_unlock();
3586
3587         /*
3588          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
3589          * context), we could be be predictable and return right away.
3590          * This would guarantee that the allocation being performed
3591          * already belongs in the new cache.
3592          *
3593          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
3594          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
3595          * kmem_cache_dup, this means no further allocation could happen
3596          * with the slab_mutex held.
3597          *
3598          * Also, because cache creation issue get_online_cpus(), this
3599          * creates a lock chain: memcg_slab_mutex -> cpu_hotplug_mutex,
3600          * that ends up reversed during cpu hotplug. (cpuset allocates
3601          * a bunch of GFP_KERNEL memory during cpuup). Due to all that,
3602          * better to defer everything.
3603          */
3604         memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3605         return cachep;
3606 out:
3607         rcu_read_unlock();
3608         return cachep;
3609 }
3610 EXPORT_SYMBOL(__memcg_kmem_get_cache);
3611
3612 /*
3613  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
3614  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
3615  * need a further commit step to do the final arrangements.
3616  *
3617  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
3618  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
3619  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
3620  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
3621  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
3622  * the compiled-out case as well.
3623  *
3624  * Returning true means the allocation is possible.
3625  */
3626 bool
3627 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
3628 {
3629         struct mem_cgroup *memcg;
3630         int ret;
3631
3632         *_memcg = NULL;
3633
3634         /*
3635          * Disabling accounting is only relevant for some specific memcg
3636          * internal allocations. Therefore we would initially not have such
3637          * check here, since direct calls to the page allocator that are marked
3638          * with GFP_KMEMCG only happen outside memcg core. We are mostly
3639          * concerned with cache allocations, and by having this test at
3640          * memcg_kmem_get_cache, we are already able to relay the allocation to
3641          * the root cache and bypass the memcg cache altogether.
3642          *
3643          * There is one exception, though: the SLUB allocator does not create
3644          * large order caches, but rather service large kmallocs directly from
3645          * the page allocator. Therefore, the following sequence when backed by
3646          * the SLUB allocator:
3647          *
3648          *      memcg_stop_kmem_account();
3649          *      kmalloc(<large_number>)
3650          *      memcg_resume_kmem_account();
3651          *
3652          * would effectively ignore the fact that we should skip accounting,
3653          * since it will drive us directly to this function without passing
3654          * through the cache selector memcg_kmem_get_cache. Such large
3655          * allocations are extremely rare but can happen, for instance, for the
3656          * cache arrays. We bring this test here.
3657          */
3658         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3659                 return true;
3660
3661         memcg = try_get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
3662
3663         /*
3664          * very rare case described in mem_cgroup_from_task. Unfortunately there
3665          * isn't much we can do without complicating this too much, and it would
3666          * be gfp-dependent anyway. Just let it go
3667          */
3668         if (unlikely(!memcg))
3669                 return true;
3670
3671         if (!memcg_can_account_kmem(memcg)) {
3672                 css_put(&memcg->css);
3673                 return true;
3674         }
3675
3676         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, PAGE_SIZE << order);
3677         if (!ret)
3678                 *_memcg = memcg;
3679
3680         css_put(&memcg->css);
3681         return (ret == 0);
3682 }
3683
3684 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3685                               int order)
3686 {
3687         struct page_cgroup *pc;
3688
3689         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3690
3691         /* The page allocation failed. Revert */
3692         if (!page) {
3693                 memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3694                 return;
3695         }
3696
3697         pc = lookup_page_cgroup(page);
3698         lock_page_cgroup(pc);
3699         pc->mem_cgroup = memcg;
3700         SetPageCgroupUsed(pc);
3701         unlock_page_cgroup(pc);
3702 }
3703
3704 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
3705 {
3706         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3707         struct page_cgroup *pc;
3708
3709
3710         pc = lookup_page_cgroup(page);
3711         /*
3712          * Fast unlocked return. Theoretically might have changed, have to
3713          * check again after locking.
3714          */
3715         if (!PageCgroupUsed(pc))
3716                 return;
3717
3718         lock_page_cgroup(pc);
3719         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3720                 memcg = pc->mem_cgroup;
3721                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3722         }
3723         unlock_page_cgroup(pc);
3724
3725         /*
3726          * We trust that only if there is a memcg associated with the page, it
3727          * is a valid allocation
3728          */
3729         if (!memcg)
3730                 return;
3731
3732         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3733         memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3734 }
3735 #else
3736 static inline void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3737 {
3738 }
3739 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3740
3741 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3742
3743 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
3744 /*
3745  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3746  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
3747  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
3748  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
3749  */
3750 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3751 {
3752         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
3753         struct page_cgroup *pc;
3754         struct mem_cgroup *memcg;
3755         int i;
3756
3757         if (mem_cgroup_disabled())
3758                 return;
3759
3760         memcg = head_pc->mem_cgroup;
3761         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3762                 pc = head_pc + i;
3763                 pc->mem_cgroup = memcg;
3764                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
3765                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
3766         }
3767         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
3768                        HPAGE_PMD_NR);
3769 }
3770 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3771
3772 static inline
3773 void mem_cgroup_move_account_page_stat(struct mem_cgroup *from,
3774                                         struct mem_cgroup *to,
3775                                         unsigned int nr_pages,
3776                                         enum mem_cgroup_stat_index idx)
3777 {
3778         /* Update stat data for mem_cgroup */
3779         preempt_disable();
3780         WARN_ON_ONCE(from->stat->count[idx] < nr_pages);
3781         __this_cpu_add(from->stat->count[idx], -nr_pages);
3782         __this_cpu_add(to->stat->count[idx], nr_pages);
3783         preempt_enable();
3784 }
3785
3786 /**
3787  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3788  * @page: the page
3789  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3790  * @pc: page_cgroup of the page.
3791  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3792  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3793  *
3794  * The caller must confirm following.
3795  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3796  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3797  *
3798  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3799  * from old cgroup.
3800  */
3801 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3802                                    unsigned int nr_pages,
3803                                    struct page_cgroup *pc,
3804                                    struct mem_cgroup *from,
3805                                    struct mem_cgroup *to)
3806 {
3807         unsigned long flags;
3808         int ret;
3809         bool anon = PageAnon(page);
3810
3811         VM_BUG_ON(from == to);
3812         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
3813         /*
3814          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3815          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3816          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3817          * hold it.
3818          */
3819         ret = -EBUSY;
3820         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3821                 goto out;
3822
3823         lock_page_cgroup(pc);
3824
3825         ret = -EINVAL;
3826         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
3827                 goto unlock;
3828
3829         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
3830
3831         if (!anon && page_mapped(page))
3832                 mem_cgroup_move_account_page_stat(from, to, nr_pages,
3833                         MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED);
3834
3835         if (PageWriteback(page))
3836                 mem_cgroup_move_account_page_stat(from, to, nr_pages,
3837                         MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK);
3838
3839         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, anon, -nr_pages);
3840
3841         /* caller should have done css_get */
3842         pc->mem_cgroup = to;
3843         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, anon, nr_pages);
3844         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
3845         ret = 0;
3846 unlock:
3847         unlock_page_cgroup(pc);
3848         /*
3849          * check events
3850          */
3851         memcg_check_events(to, page);
3852         memcg_check_events(from, page);
3853 out:
3854         return ret;
3855 }
3856
3857 /**
3858  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
3859  * @page: the page to move
3860  * @pc: page_cgroup of the page
3861  * @child: page's cgroup
3862  *
3863  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
3864  * parent (aka use_hierarchy==0).
3865  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
3866  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
3867  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
3868  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
3869  * on the next attempt and the call should be retried later.
3870  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
3871  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
3872  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
3873  * LRU or vanish.
3874  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
3875  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
3876  * disappear in the next attempt.
3877  */
3878 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
3879                                   struct page_cgroup *pc,
3880                                   struct mem_cgroup *child)
3881 {
3882         struct mem_cgroup *parent;
3883         unsigned int nr_pages;
3884         unsigned long uninitialized_var(flags);
3885         int ret;
3886
3887         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
3888
3889         ret = -EBUSY;
3890         if (!get_page_unless_zero(page))
3891                 goto out;
3892         if (isolate_lru_page(page))
3893                 goto put;
3894
3895         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
3896
3897         parent = parent_mem_cgroup(child);
3898         /*
3899          * If no parent, move charges to root cgroup.
3900          */
3901         if (!parent)
3902                 parent = root_mem_cgroup;
3903
3904         if (nr_pages > 1) {
3905                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3906                 flags = compound_lock_irqsave(page);
3907         }
3908
3909         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
3910                                 pc, child, parent);
3911         if (!ret)
3912                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
3913
3914         if (nr_pages > 1)
3915                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
3916         putback_lru_page(page);
3917 put:
3918         put_page(page);
3919 out:
3920         return ret;
3921 }
3922
3923 /*
3924  * Charge the memory controller for page usage.
3925  * Return
3926  * 0 if the charge was successful
3927  * < 0 if the cgroup is over its limit
3928  */
3929 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3930                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
3931 {
3932         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3933         unsigned int nr_pages = 1;
3934         bool oom = true;
3935         int ret;
3936
3937         if (PageTransHuge(page)) {
3938                 nr_pages <<= compound_order(page);
3939                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3940                 /*
3941                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
3942                  * fault handler will fall back to regular pages.
3943                  */
3944                 oom = false;
3945         }
3946
3947         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
3948         if (ret == -ENOMEM)
3949                 return ret;
3950         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, ctype, false);
3951         return 0;
3952 }
3953
3954 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
3955                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
3956 {
3957         if (mem_cgroup_disabled())
3958                 return 0;
3959         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3960         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3961         VM_BUG_ON(!mm);
3962         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
3963                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3964 }
3965
3966 /*
3967  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
3968  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
3969  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
3970  * "commit()" or removed by "cancel()"
3971  */
3972 static int __mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
3973                                           struct page *page,
3974                                           gfp_t mask,
3975                                           struct mem_cgroup **memcgp)
3976 {
3977         struct mem_cgroup *memcg;
3978         struct page_cgroup *pc;
3979         int ret;
3980
3981         pc = lookup_page_cgroup(page);
3982         /*
3983          * Every swap fault against a single page tries to charge the
3984          * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
3985          * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
3986          * the page lock, which serializes swap cache removal, which
3987          * in turn serializes uncharging.
3988          */
3989         if (PageCgroupUsed(pc))
3990                 return 0;
3991         if (!do_swap_account)
3992                 goto charge_cur_mm;
3993         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
3994         if (!memcg)
3995                 goto charge_cur_mm;
3996         *memcgp = memcg;
3997         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
3998         css_put(&memcg->css);
3999         if (ret == -EINTR)
4000                 ret = 0;
4001         return ret;
4002 charge_cur_mm:
4003         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
4004         if (ret == -EINTR)
4005                 ret = 0;
4006         return ret;
4007 }
4008
4009 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm, struct page *page,
4010                                  gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
4011 {
4012         *memcgp = NULL;
4013         if (mem_cgroup_disabled())
4014                 return 0;
4015         /*
4016          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already
4017          * updated the pte, and even removed page from swap cache: in
4018          * those cases unuse_pte()'s pte_same() test will fail; but
4019          * there's also a KSM case which does need to charge the page.
4020          */
4021         if (!PageSwapCache(page)) {
4022                 int ret;
4023
4024                 ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, 1, memcgp, true);
4025                 if (ret == -EINTR)
4026                         ret = 0;
4027                 return ret;
4028         }
4029         return __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, memcgp);
4030 }
4031
4032 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
4033 {
4034         if (mem_cgroup_disabled())
4035                 return;
4036         if (!memcg)
4037                 return;
4038         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
4039 }
4040
4041 static void
4042 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
4043                                         enum charge_type ctype)
4044 {
4045         if (mem_cgroup_disabled())
4046                 return;
4047         if (!memcg)
4048                 return;
4049
4050         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
4051         /*
4052          * Now swap is on-memory. This means this page may be
4053          * counted both as mem and swap....double count.
4054          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
4055          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
4056          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
4057          */
4058         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
4059                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
4060                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
4061         }
4062 }
4063
4064 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
4065                                      struct mem_cgroup *memcg)
4066 {
4067         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
4068                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
4069 }
4070
4071 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
4072                                 gfp_t gfp_mask)
4073 {
4074         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4075         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4076         int ret;
4077
4078         if (mem_cgroup_disabled())
4079                 return 0;
4080         if (PageCompound(page))
4081                 return 0;
4082
4083         if (!PageSwapCache(page))
4084                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
4085         else { /* page is swapcache/shmem */
4086                 ret = __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page,
4087                                                      gfp_mask, &memcg);
4088                 if (!ret)
4089                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
4090         }
4091         return ret;
4092 }
4093
4094 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
4095                                    unsigned int nr_pages,
4096                                    const enum charge_type ctype)
4097 {
4098         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
4099         bool uncharge_memsw = true;
4100
4101         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
4102         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
4103                 uncharge_memsw = false;
4104
4105         batch = &current->memcg_batch;
4106         /*
4107          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
4108          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
4109          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
4110          */
4111         if (!batch->memcg)
4112                 batch->memcg = memcg;
4113         /*
4114          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
4115          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
4116          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
4117          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
4118          * because we want to do uncharge as soon as possible.
4119          */
4120
4121         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
4122                 goto direct_uncharge;
4123
4124         if (nr_pages > 1)
4125                 goto direct_uncharge;
4126
4127         /*
4128          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
4129          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
4130          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
4131          */
4132         if (batch->memcg != memcg)
4133                 goto direct_uncharge;
4134         /* remember freed charge and uncharge it later */
4135         batch->nr_pages++;
4136         if (uncharge_memsw)
4137                 batch->memsw_nr_pages++;
4138         return;
4139 direct_uncharge:
4140         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
4141         if (uncharge_memsw)
4142                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
4143         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
4144                 memcg_oom_recover(memcg);
4145 }
4146
4147 /*
4148  * uncharge if !page_mapped(page)
4149  */
4150 static struct mem_cgroup *
4151 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype,
4152                              bool end_migration)
4153 {
4154         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4155         unsigned int nr_pages = 1;
4156         struct page_cgroup *pc;
4157         bool anon;
4158
4159         if (mem_cgroup_disabled())
4160                 return NULL;
4161
4162         if (PageTransHuge(page)) {
4163                 nr_pages <<= compound_order(page);
4164                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
4165         }
4166         /*
4167          * Check if our page_cgroup is valid
4168          */
4169         pc = lookup_page_cgroup(page);
4170         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
4171                 return NULL;
4172
4173         lock_page_cgroup(pc);
4174
4175         memcg = pc->mem_cgroup;
4176
4177         if (!PageCgroupUsed(pc))
4178                 goto unlock_out;
4179
4180         anon = PageAnon(page);
4181
4182         switch (ctype) {
4183         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON:
4184                 /*
4185                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
4186                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
4187                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
4188                  */
4189                 anon = true;
4190                 /* fallthrough */
4191         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
4192                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
4193                 if (page_mapped(page))
4194                         goto unlock_out;
4195                 /*
4196                  * Pages under migration may not be uncharged.  But
4197                  * end_migration() /must/ be the one uncharging the
4198                  * unused post-migration page and so it has to call
4199                  * here with the migration bit still set.  See the
4200                  * res_counter handling below.
4201                  */
4202                 if (!end_migration && PageCgroupMigration(pc))
4203                         goto unlock_out;
4204                 break;
4205         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
4206                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
4207                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
4208                                 goto unlock_out;
4209                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
4210                                 goto unlock_out;
4211                 break;
4212         default:
4213                 break;
4214         }
4215
4216         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, -nr_pages);
4217
4218         ClearPageCgroupUsed(pc);
4219         /*
4220          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
4221          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
4222          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
4223          * special functions.
4224          */
4225
4226         unlock_page_cgroup(pc);
4227         /*
4228          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
4229          * will never be freed, so it's safe to call css_get().
4230          */
4231         memcg_check_events(memcg, page);
4232         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
4233                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
4234                 css_get(&memcg->css);
4235         }
4236         /*
4237          * Migration does not charge the res_counter for the
4238          * replacement page, so leave it alone when phasing out the
4239          * page that is unused after the migration.
4240          */
4241         if (!end_migration && !mem_cgroup_is_root(memcg))
4242                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
4243
4244         return memcg;
4245
4246 unlock_out:
4247         unlock_page_cgroup(pc);
4248         return NULL;
4249 }
4250
4251 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
4252 {
4253         /* early check. */
4254         if (page_mapped(page))
4255                 return;
4256         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
4257         /*
4258          * If the page is in swap cache, uncharge should be deferred
4259          * to the swap path, which also properly accounts swap usage
4260          * and handles memcg lifetime.
4261          *
4262          * Note that this check is not stable and reclaim may add the
4263          * page to swap cache at any time after this.  However, if the
4264          * page is not in swap cache by the time page->mapcount hits
4265          * 0, there won't be any page table references to the swap
4266          * slot, and reclaim will free it and not actually write the
4267          * page to disk.
4268          */
4269         if (PageSwapCache(page))
4270                 return;
4271         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
4272 }
4273
4274 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
4275 {
4276         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
4277         VM_BUG_ON(page->mapping);
4278         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE, false);
4279 }
4280
4281 /*
4282  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
4283  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
4284  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
4285  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
4286  * This may be called prural(2) times in a context,
4287  */
4288
4289 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
4290 {
4291         current->memcg_batch.do_batch++;
4292         /* We can do nest. */
4293         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
4294                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
4295                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
4296                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
4297         }
4298 }
4299
4300 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
4301 {
4302         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
4303
4304         if (!batch->do_batch)
4305                 return;
4306
4307         batch->do_batch--;
4308         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
4309                 return;
4310
4311         if (!batch->memcg)
4312                 return;
4313         /*
4314          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
4315          * bacause we hide charges behind us.
4316          */
4317         if (batch->nr_pages)
4318                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
4319                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
4320         if (batch->memsw_nr_pages)
4321                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
4322                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
4323         memcg_oom_recover(batch->memcg);
4324         /* forget this pointer (for sanity check) */
4325         batch->memcg = NULL;
4326 }
4327
4328 #ifdef CONFIG_SWAP
4329 /*
4330  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
4331  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
4332  */
4333 void
4334 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
4335 {
4336         struct mem_cgroup *memcg;
4337         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
4338
4339         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
4340                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
4341
4342         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype, false);
4343
4344         /*
4345          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
4346          * css_get() was called in uncharge().
4347          */
4348         if (do_swap_account && swapout && memcg)
4349                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
4350 }
4351 #endif
4352
4353 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4354 /*
4355  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
4356  * uncharge "memsw" account.
4357  */
4358 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
4359 {
4360         struct mem_cgroup *memcg;
4361         unsigned short id;
4362
4363         if (!do_swap_account)
4364                 return;
4365
4366         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
4367         rcu_read_lock();
4368         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
4369         if (memcg) {
4370                 /*
4371                  * We uncharge this because swap is freed.
4372                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
4373                  */
4374                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4375                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
4376                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
4377                 css_put(&memcg->css);
4378         }
4379         rcu_read_unlock();
4380 }
4381
4382 /**
4383  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
4384  * @entry: swap entry to be moved
4385  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
4386  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
4387  *
4388  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
4389  * as the mem_cgroup's id of @from.
4390  *
4391  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
4392  *
4393  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
4394  * both res and memsw, and called css_get().
4395  */
4396 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4397                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4398 {
4399         unsigned short old_id, new_id;
4400
4401         old_id = css_id(&from->css);
4402         new_id = css_id(&to->css);
4403
4404         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
4405                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
4406                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
4407                 /*
4408                  * This function is only called from task migration context now.
4409                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
4410                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
4411                  * improvement. But we cannot postpone css_get(to)  because if
4412                  * the process that has been moved to @to does swap-in, the
4413                  * refcount of @to might be decreased to 0.
4414                  *
4415                  * We are in attach() phase, so the cgroup is guaranteed to be
4416                  * alive, so we can just call css_get().
4417                  */
4418                 css_get(&to->css);
4419                 return 0;
4420         }
4421         return -EINVAL;
4422 }
4423 #else
4424 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4425                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4426 {
4427         return -EINVAL;
4428 }
4429 #endif
4430
4431 /*
4432  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
4433  * page belongs to.
4434  */
4435 void mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page, struct page *newpage,
4436                                   struct mem_cgroup **memcgp)
4437 {
4438         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4439         unsigned int nr_pages = 1;
4440         struct page_cgroup *pc;
4441         enum charge_type ctype;
4442
4443         *memcgp = NULL;
4444
4445         if (mem_cgroup_disabled())
4446                 return;
4447
4448         if (PageTransHuge(page))
4449                 nr_pages <<= compound_order(page);
4450
4451         pc = lookup_page_cgroup(page);
4452         lock_page_cgroup(pc);
4453         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4454                 memcg = pc->mem_cgroup;
4455                 css_get(&memcg->css);
4456                 /*
4457                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
4458                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
4459                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
4460                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
4461                  * until end_migration() is called
4462                  *
4463                  * Corner Case Thinking
4464                  * A)
4465                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
4466                  * while migration was ongoing.
4467                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
4468                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
4469                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
4470                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
4471                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
4472                  *
4473                  * B)
4474                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
4475                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
4476                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
4477                  * without charging it again.
4478                  *
4479                  * C)
4480                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
4481                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
4482                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
4483                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
4484                  */
4485                 if (PageAnon(page))
4486                         SetPageCgroupMigration(pc);
4487         }
4488         unlock_page_cgroup(pc);
4489         /*
4490          * If the page is not charged at this point,
4491          * we return here.
4492          */
4493         if (!memcg)
4494                 return;
4495
4496         *memcgp = memcg;
4497         /*
4498          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
4499          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
4500          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
4501          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
4502          */
4503         if (PageAnon(page))
4504                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON;
4505         else
4506                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4507         /*
4508          * The page is committed to the memcg, but it's not actually
4509          * charged to the res_counter since we plan on replacing the
4510          * old one and only one page is going to be left afterwards.
4511          */
4512         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, nr_pages, ctype, false);
4513 }
4514
4515 /* remove redundant charge if migration failed*/
4516 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
4517         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
4518 {
4519         struct page *used, *unused;
4520         struct page_cgroup *pc;
4521         bool anon;
4522
4523         if (!memcg)
4524                 return;
4525
4526         if (!migration_ok) {
4527                 used = oldpage;
4528                 unused = newpage;
4529         } else {
4530                 used = newpage;
4531                 unused = oldpage;
4532         }
4533         anon = PageAnon(used);
4534         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
4535                                      anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON
4536                                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE,
4537                                      true);
4538         css_put(&memcg->css);
4539         /*
4540          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
4541          * of the page goes down to zero, temporarly.
4542          * Clear the flag and check the page should be charged.
4543          */
4544         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4545         lock_page_cgroup(pc);
4546         ClearPageCgroupMigration(pc);
4547         unlock_page_cgroup(pc);
4548
4549         /*
4550          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
4551          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
4552          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
4553          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
4554          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
4555          * check. (see prepare_charge() also)
4556          */
4557         if (anon)
4558                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
4559 }
4560
4561 /*
4562  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
4563  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
4564  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
4565  */
4566 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
4567                                   struct page *newpage)
4568 {
4569         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4570         struct page_cgroup *pc;
4571         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4572
4573         if (mem_cgroup_disabled())
4574                 return;
4575
4576         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4577         /* fix accounting on old pages */
4578         lock_page_cgroup(pc);
4579         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4580                 memcg = pc->mem_cgroup;
4581                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, oldpage, false, -1);
4582                 ClearPageCgroupUsed(pc);
4583         }
4584         unlock_page_cgroup(pc);
4585
4586         /*
4587          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
4588          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
4589          */
4590         if (!memcg)
4591                 return;
4592         /*
4593          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
4594          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
4595          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
4596          */
4597         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
4598 }
4599
4600 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4601 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
4602 {
4603         struct page_cgroup *pc;
4604
4605         pc = lookup_page_cgroup(page);
4606         /*
4607          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
4608          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
4609          * or when mem_cgroup_disabled().
4610          */
4611         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
4612                 return pc;
4613         return NULL;
4614 }
4615
4616 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
4617 {
4618         if (mem_cgroup_disabled())
4619                 return false;
4620
4621         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
4622 }
4623
4624 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
4625 {
4626         struct page_cgroup *pc;
4627
4628         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
4629         if (pc) {
4630                 pr_alert("pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
4631                          pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
4632         }
4633 }
4634 #endif
4635
4636 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4637                                 unsigned long long val)
4638 {
4639         int retry_count;
4640         u64 memswlimit, memlimit;
4641         int ret = 0;
4642         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4643         u64 curusage, oldusage;
4644         int enlarge;
4645
4646         /*
4647          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
4648          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
4649          * of # of children which we should visit in this loop.
4650          */
4651         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
4652
4653         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4654
4655         enlarge = 0;
4656         while (retry_count) {
4657                 if (signal_pending(current)) {
4658                         ret = -EINTR;
4659                         break;
4660                 }
4661                 /*
4662                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4663                  * open coded manner. You see what this really does.
4664                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4665                  */
4666                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4667                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4668                 if (memswlimit < val) {
4669                         ret = -EINVAL;
4670                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4671                         break;
4672                 }
4673
4674                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4675                 if (memlimit < val)
4676                         enlarge = 1;
4677
4678                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
4679                 if (!ret) {
4680                         if (memswlimit == val)
4681                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4682                         else
4683                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4684                 }
4685                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4686
4687                 if (!ret)
4688                         break;
4689
4690                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4691                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4692                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4693                 /* Usage is reduced ? */
4694                 if (curusage >= oldusage)
4695                         retry_count--;
4696                 else
4697                         oldusage = curusage;
4698         }
4699         if (!ret && enlarge)
4700                 memcg_oom_recover(memcg);
4701
4702         return ret;
4703 }
4704
4705 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4706                                         unsigned long long val)
4707 {
4708         int retry_count;
4709         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
4710         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4711         int ret = -EBUSY;
4712         int enlarge = 0;
4713
4714         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
4715         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4716         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4717         while (retry_count) {
4718                 if (signal_pending(current)) {
4719                         ret = -EINTR;
4720                         break;
4721                 }
4722                 /*
4723                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4724                  * open coded manner. You see what this really does.
4725                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4726                  */
4727                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4728                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4729                 if (memlimit > val) {
4730                         ret = -EINVAL;
4731                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4732                         break;
4733                 }
4734                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4735                 if (memswlimit < val)
4736                         enlarge = 1;
4737                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
4738                 if (!ret) {
4739                         if (memlimit == val)
4740                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4741                         else
4742                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4743                 }
4744                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4745
4746                 if (!ret)
4747                         break;
4748
4749                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4750                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
4751                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4752                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4753                 /* Usage is reduced ? */
4754                 if (curusage >= oldusage)
4755                         retry_count--;
4756                 else
4757                         oldusage = curusage;
4758         }
4759         if (!ret && enlarge)
4760                 memcg_oom_recover(memcg);
4761         return ret;
4762 }
4763
4764 /**
4765  * mem_cgroup_force_empty_list - clears LRU of a group
4766  * @memcg: group to clear
4767  * @node: NUMA node
4768  * @zid: zone id
4769  * @lru: lru to to clear
4770  *
4771  * Traverse a specified page_cgroup list and try to drop them all.  This doesn't
4772  * reclaim the pages page themselves - pages are moved to the parent (or root)
4773  * group.
4774  */
4775 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
4776                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
4777 {
4778         struct lruvec *lruvec;
4779         unsigned long flags;
4780         struct list_head *list;
4781         struct page *busy;
4782         struct zone *zone;
4783
4784         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
4785         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
4786         list = &lruvec->lists[lru];
4787
4788         busy = NULL;
4789         do {
4790                 struct page_cgroup *pc;
4791                 struct page *page;
4792
4793                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
4794                 if (list_empty(list)) {
4795                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4796                         break;
4797                 }
4798                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
4799                 if (busy == page) {
4800                         list_move(&page->lru, list);
4801                         busy = NULL;
4802                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4803                         continue;
4804                 }
4805                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4806
4807                 pc = lookup_page_cgroup(page);
4808
4809                 if (mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg)) {
4810                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
4811                         busy = page;
4812                         cond_resched();
4813                 } else
4814                         busy = NULL;
4815         } while (!list_empty(list));
4816 }
4817
4818 /*
4819  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task by moving
4820  * all the charges and pages to the parent.
4821  * This enables deleting this mem_cgroup.
4822  *
4823  * Caller is responsible for holding css reference on the memcg.
4824  */
4825 static void mem_cgroup_reparent_charges(struct mem_cgroup *memcg)
4826 {
4827         int node, zid;
4828         u64 usage;
4829
4830         do {
4831                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
4832                 lru_add_drain_all();
4833                 drain_all_stock_sync(memcg);
4834                 mem_cgroup_start_move(memcg);
4835                 for_each_node_state(node, N_MEMORY) {
4836                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4837                                 enum lru_list lru;
4838                                 for_each_lru(lru) {
4839                                         mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
4840                                                         node, zid, lru);
4841                                 }
4842                         }
4843                 }
4844                 mem_cgroup_end_move(memcg);
4845                 memcg_oom_recover(memcg);
4846                 cond_resched();
4847
4848                 /*
4849                  * Kernel memory may not necessarily be trackable to a specific
4850                  * process. So they are not migrated, and therefore we can't
4851                  * expect their value to drop to 0 here.
4852                  * Having res filled up with kmem only is enough.
4853                  *
4854                  * This is a safety check because mem_cgroup_force_empty_list
4855                  * could have raced with mem_cgroup_replace_page_cache callers
4856                  * so the lru seemed empty but the page could have been added
4857                  * right after the check. RES_USAGE should be safe as we always
4858                  * charge before adding to the LRU.
4859                  */
4860                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) -
4861                         res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE);
4862         } while (usage > 0);
4863 }
4864
4865 /*
4866  * This mainly exists for tests during the setting of set of use_hierarchy.
4867  * Since this is the very setting we are changing, the current hierarchy value
4868  * is meaningless
4869  */
4870 static inline bool __memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4871 {
4872         struct cgroup_subsys_state *pos;
4873
4874         /* bounce at first found */
4875         css_for_each_child(pos, &memcg->css)
4876                 return true;
4877         return false;
4878 }
4879
4880 /*
4881  * Must be called with memcg_create_mutex held, unless the cgroup is guaranteed
4882  * to be already dead (as in mem_cgroup_force_empty, for instance).  This is
4883  * from mem_cgroup_count_children(), in the sense that we don't really care how
4884  * many children we have; we only need to know if we have any.  It also counts
4885  * any memcg without hierarchy as infertile.
4886  */
4887 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4888 {
4889         return memcg->use_hierarchy && __memcg_has_children(memcg);
4890 }
4891
4892 /*
4893  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
4894  * the rest to the parent.
4895  *
4896  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
4897  */
4898 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
4899 {
4900         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4901         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
4902
4903         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
4904         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
4905                 return -EBUSY;
4906
4907         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
4908         lru_add_drain_all();
4909         /* try to free all pages in this cgroup */
4910         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
4911                 int progress;
4912
4913                 if (signal_pending(current))
4914                         return -EINTR;
4915
4916                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
4917                                                 false);
4918                 if (!progress) {
4919                         nr_retries--;
4920                         /* maybe some writeback is necessary */
4921                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
4922                 }
4923
4924         }
4925         lru_add_drain();
4926         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
4927
4928         return 0;
4929 }
4930
4931 static int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4932                                         unsigned int event)
4933 {
4934         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4935
4936         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
4937                 return -EINVAL;
4938         return mem_cgroup_force_empty(memcg);
4939 }
4940
4941 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4942                                      struct cftype *cft)
4943 {
4944         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
4945 }
4946
4947 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4948                                       struct cftype *cft, u64 val)
4949 {
4950         int retval = 0;
4951         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4952         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
4953
4954         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4955
4956         if (memcg->use_hierarchy == val)
4957                 goto out;
4958
4959         /*
4960          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
4961          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
4962          * occur, provided the current cgroup has no children.
4963          *
4964          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
4965          * set if there are no children.
4966          */
4967         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
4968                                 (val == 1 || val == 0)) {
4969                 if (!__memcg_has_children(memcg))
4970                         memcg->use_hierarchy = val;
4971                 else
4972                         retval = -EBUSY;
4973         } else
4974                 retval = -EINVAL;
4975
4976 out:
4977         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4978
4979         return retval;
4980 }
4981
4982
4983 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
4984                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
4985 {
4986         struct mem_cgroup *iter;
4987         long val = 0;
4988
4989         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
4990         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4991                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
4992
4993         if (val < 0) /* race ? */
4994                 val = 0;
4995         return val;
4996 }
4997
4998 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4999 {
5000         u64 val;
5001
5002         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5003                 if (!swap)
5004                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
5005                 else
5006                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
5007         }
5008
5009         /*
5010          * Transparent hugepages are still accounted for in MEM_CGROUP_STAT_RSS
5011          * as well as in MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE.
5012          */
5013         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
5014         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
5015
5016         if (swap)
5017                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
5018
5019         return val << PAGE_SHIFT;
5020 }
5021
5022 static ssize_t mem_cgroup_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5023                                struct cftype *cft, struct file *file,
5024                                char __user *buf, size_t nbytes, loff_t *ppos)
5025 {
5026         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5027         char str[64];
5028         u64 val;
5029         int name, len;
5030         enum res_type type;
5031
5032         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5033         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5034
5035         switch (type) {
5036         case _MEM:
5037                 if (name == RES_USAGE)
5038                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
5039                 else
5040                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
5041                 break;
5042         case _MEMSWAP:
5043                 if (name == RES_USAGE)
5044                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
5045                 else
5046                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
5047                 break;
5048         case _KMEM:
5049                 val = res_counter_read_u64(&memcg->kmem, name);
5050                 break;
5051         default:
5052                 BUG();
5053         }
5054
5055         len = scnprintf(str, sizeof(str), "%llu\n", (unsigned long long)val);
5056         return simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, str, len);
5057 }
5058
5059 static int memcg_update_kmem_limit(struct cgroup_subsys_state *css, u64 val)
5060 {
5061         int ret = -EINVAL;
5062 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5063         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5064         /*
5065          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
5066          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
5067          * already joined.
5068          *
5069          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
5070          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
5071          * place, which makes the value quite meaningless.
5072          *
5073          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
5074          * of course permitted.
5075          */
5076         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5077         mutex_lock(&set_limit_mutex);
5078         if (!memcg->kmem_account_flags && val != RES_COUNTER_MAX) {
5079                 if (cgroup_task_count(css->cgroup) || memcg_has_children(memcg)) {
5080                         ret = -EBUSY;
5081                         goto out;
5082                 }
5083                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
5084                 VM_BUG_ON(ret);
5085
5086                 ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
5087                 if (ret) {
5088                         res_counter_set_limit(&memcg->kmem, RES_COUNTER_MAX);
5089                         goto out;
5090                 }
5091                 static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5092                 /*
5093                  * setting the active bit after the inc will guarantee no one
5094                  * starts accounting before all call sites are patched
5095                  */
5096                 memcg_kmem_set_active(memcg);
5097         } else
5098                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
5099 out:
5100         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
5101         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5102 #endif
5103         return ret;
5104 }
5105
5106 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5107 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5108 {
5109         int ret = 0;
5110         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5111         if (!parent)
5112                 goto out;
5113
5114         memcg->kmem_account_flags = parent->kmem_account_flags;
5115         /*
5116          * When that happen, we need to disable the static branch only on those
5117          * memcgs that enabled it. To achieve this, we would be forced to
5118          * complicate the code by keeping track of which memcgs were the ones
5119          * that actually enabled limits, and which ones got it from its
5120          * parents.
5121          *
5122          * It is a lot simpler just to do static_key_slow_inc() on every child
5123          * that is accounted.
5124          */
5125         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5126                 goto out;
5127
5128         /*
5129          * __mem_cgroup_free() will issue static_key_slow_dec() because this
5130          * memcg is active already. If the later initialization fails then the
5131          * cgroup core triggers the cleanup so we do not have to do it here.
5132          */
5133         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5134
5135         mutex_lock(&set_limit_mutex);
5136         memcg_stop_kmem_account();
5137         ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
5138         memcg_resume_kmem_account();
5139         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
5140 out:
5141         return ret;
5142 }
5143 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
5144
5145 /*
5146  * The user of this function is...
5147  * RES_LIMIT.
5148  */
5149 static int mem_cgroup_write(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft,
5150                             const char *buffer)
5151 {
5152         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5153         enum res_type type;
5154         int name;
5155         unsigned long long val;
5156         int ret;
5157
5158         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5159         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5160
5161         switch (name) {
5162         case RES_LIMIT:
5163                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
5164                         ret = -EINVAL;
5165                         break;
5166                 }
5167                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
5168                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5169                 if (ret)
5170                         break;
5171                 if (type == _MEM)
5172                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
5173                 else if (type == _MEMSWAP)
5174                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
5175                 else if (type == _KMEM)
5176                         ret = memcg_update_kmem_limit(css, val);
5177                 else
5178                         return -EINVAL;
5179                 break;
5180         case RES_SOFT_LIMIT:
5181                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5182                 if (ret)
5183                         break;
5184                 /*
5185                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
5186                  * of semantics, for now, we support soft limits for
5187                  * control without swap
5188                  */
5189                 if (type == _MEM)
5190                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
5191                 else
5192                         ret = -EINVAL;
5193                 break;
5194         default:
5195                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
5196                 break;
5197         }
5198         return ret;
5199 }
5200
5201 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
5202                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
5203 {
5204         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
5205
5206         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5207         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5208         if (!memcg->use_hierarchy)
5209                 goto out;
5210
5211         while (css_parent(&memcg->css)) {
5212                 memcg = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5213                 if (!memcg->use_hierarchy)
5214                         break;
5215                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5216                 min_limit = min(min_limit, tmp);
5217                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5218                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
5219         }
5220 out:
5221         *mem_limit = min_limit;
5222         *memsw_limit = min_memsw_limit;
5223 }
5224
5225 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup_subsys_state *css, unsigned int event)
5226 {
5227         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5228         int name;
5229         enum res_type type;
5230
5231         type = MEMFILE_TYPE(event);
5232         name = MEMFILE_ATTR(event);
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_subsys_state *css,
5261                                         struct cftype *cft)
5262 {
5263         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
5264 }
5265
5266 #ifdef CONFIG_MMU
5267 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5268                                         struct cftype *cft, u64 val)
5269 {
5270         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
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_subsys_state *css,
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_subsys_state *css,
5294                                 struct cftype *cft, 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_css(css);
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_subsys_state *css, struct cftype *cft,
5345                                  struct seq_file *m)
5346 {
5347         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
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_subsys_state *css,
5432                                       struct cftype *cft)
5433 {
5434         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5435
5436         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
5437 }
5438
5439 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5440                                        struct cftype *cft, u64 val)
5441 {
5442         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5443         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5444
5445         if (val > 100 || !parent)
5446                 return -EINVAL;
5447
5448         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5449
5450         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
5451         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5452                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5453                 return -EINVAL;
5454         }
5455
5456         memcg->swappiness = val;
5457
5458         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5459
5460         return 0;
5461 }
5462
5463 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5464 {
5465         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
5466         u64 usage;
5467         int i;
5468
5469         rcu_read_lock();
5470         if (!swap)
5471                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
5472         else
5473                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
5474
5475         if (!t)
5476                 goto unlock;
5477
5478         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
5479
5480         /*
5481          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
5482          * If it's not true, a threshold was crossed after last
5483          * call of __mem_cgroup_threshold().
5484          */
5485         i = t->current_threshold;
5486
5487         /*
5488          * Iterate backward over array of thresholds starting from
5489          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
5490          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
5491          * only one element of the array here.
5492          */
5493         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
5494                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5495
5496         /* i = current_threshold + 1 */
5497         i++;
5498
5499         /*
5500          * Iterate forward over array of thresholds starting from
5501          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
5502          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
5503          * only one element of the array here.
5504          */
5505         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
5506                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5507
5508         /* Update current_threshold */
5509         t->current_threshold = i - 1;
5510 unlock:
5511         rcu_read_unlock();
5512 }
5513
5514 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
5515 {
5516         while (memcg) {
5517                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
5518                 if (do_swap_account)
5519                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
5520
5521                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5522         }
5523 }
5524
5525 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
5526 {
5527         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
5528         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
5529
5530         if (_a->threshold > _b->threshold)
5531                 return 1;
5532
5533         if (_a->threshold < _b->threshold)
5534                 return -1;
5535
5536         return 0;
5537 }
5538
5539 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
5540 {
5541         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
5542
5543         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
5544                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
5545         return 0;
5546 }
5547
5548 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
5549 {
5550         struct mem_cgroup *iter;
5551
5552         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5553                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
5554 }
5555
5556 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5557         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5558 {
5559         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5560         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5561         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5562         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5563         u64 threshold, usage;
5564         int i, size, ret;
5565
5566         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
5567         if (ret)
5568                 return ret;
5569
5570         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5571
5572         if (type == _MEM)
5573                 thresholds = &memcg->thresholds;
5574         else if (type == _MEMSWAP)
5575                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5576         else
5577                 BUG();
5578
5579         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5580
5581         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
5582         if (thresholds->primary)
5583                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5584
5585         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
5586
5587         /* Allocate memory for new array of thresholds */
5588         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5589                         GFP_KERNEL);
5590         if (!new) {
5591                 ret = -ENOMEM;
5592                 goto unlock;
5593         }
5594         new->size = size;
5595
5596         /* Copy thresholds (if any) to new array */
5597         if (thresholds->primary) {
5598                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
5599                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
5600         }
5601
5602         /* Add new threshold */
5603         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
5604         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
5605
5606         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
5607         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5608                         compare_thresholds, NULL);
5609
5610         /* Find current threshold */
5611         new->current_threshold = -1;
5612         for (i = 0; i < size; i++) {
5613                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
5614                         /*
5615                          * new->current_threshold will not be used until
5616                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5617                          * it here.
5618                          */
5619                         ++new->current_threshold;
5620                 } else
5621                         break;
5622         }
5623
5624         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
5625         kfree(thresholds->spare);
5626         thresholds->spare = thresholds->primary;
5627
5628         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5629
5630         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5631         synchronize_rcu();
5632
5633 unlock:
5634         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5635
5636         return ret;
5637 }
5638
5639 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5640         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5641 {
5642         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5643         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5644         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5645         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5646         u64 usage;
5647         int i, j, size;
5648
5649         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5650         if (type == _MEM)
5651                 thresholds = &memcg->thresholds;
5652         else if (type == _MEMSWAP)
5653                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5654         else
5655                 BUG();
5656
5657         if (!thresholds->primary)
5658                 goto unlock;
5659
5660         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5661
5662         /* Check if a threshold crossed before removing */
5663         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5664
5665         /* Calculate new number of threshold */
5666         size = 0;
5667         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5668                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
5669                         size++;
5670         }
5671
5672         new = thresholds->spare;
5673
5674         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
5675         if (!size) {
5676                 kfree(new);
5677                 new = NULL;
5678                 goto swap_buffers;
5679         }
5680
5681         new->size = size;
5682
5683         /* Copy thresholds and find current threshold */
5684         new->current_threshold = -1;
5685         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5686                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
5687                         continue;
5688
5689                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
5690                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
5691                         /*
5692                          * new->current_threshold will not be used
5693                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5694                          * it here.
5695                          */
5696                         ++new->current_threshold;
5697                 }
5698                 j++;
5699         }
5700
5701 swap_buffers:
5702         /* Swap primary and spare array */
5703         thresholds->spare = thresholds->primary;
5704         /* If all events are unregistered, free the spare array */
5705         if (!new) {
5706                 kfree(thresholds->spare);
5707                 thresholds->spare = NULL;
5708         }
5709
5710         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5711
5712         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5713         synchronize_rcu();
5714 unlock:
5715         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5716 }
5717
5718 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5719         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5720 {
5721         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5722         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
5723         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5724
5725         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5726         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5727         if (!event)
5728                 return -ENOMEM;
5729
5730         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5731
5732         event->eventfd = eventfd;
5733         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
5734
5735         /* already in OOM ? */
5736         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5737                 eventfd_signal(eventfd, 1);
5738         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5739
5740         return 0;
5741 }
5742
5743 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5744         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5745 {
5746         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5747         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
5748         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5749
5750         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5751
5752         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5753
5754         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
5755                 if (ev->eventfd == eventfd) {
5756                         list_del(&ev->list);
5757                         kfree(ev);
5758                 }
5759         }
5760
5761         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5762 }
5763
5764 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5765         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
5766 {
5767         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5768
5769         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", memcg->oom_kill_disable);
5770
5771         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5772                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
5773         else
5774                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
5775         return 0;
5776 }
5777
5778 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5779         struct cftype *cft, u64 val)
5780 {
5781         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5782         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5783
5784         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
5785         if (!parent || !((val == 0) || (val == 1)))
5786                 return -EINVAL;
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 memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5815 {
5816         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
5817 }
5818
5819 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5820 {
5821         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5822                 return;
5823
5824         /*
5825          * kmem charges can outlive the cgroup. In the case of slab
5826          * pages, for instance, a page contain objects from various
5827          * processes. As we prevent from taking a reference for every
5828          * such allocation we have to be careful when doing uncharge
5829          * (see memcg_uncharge_kmem) and here during offlining.
5830          *
5831          * The idea is that that only the _last_ uncharge which sees
5832          * the dead memcg will drop the last reference. An additional
5833          * reference is taken here before the group is marked dead
5834          * which is then paired with css_put during uncharge resp. here.
5835          *
5836          * Although this might sound strange as this path is called from
5837          * css_offline() when the referencemight have dropped down to 0
5838          * and shouldn't be incremented anymore (css_tryget would fail)
5839          * we do not have other options because of the kmem allocations
5840          * lifetime.
5841          */
5842         css_get(&memcg->css);
5843
5844         memcg_kmem_mark_dead(memcg);
5845
5846         if (res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0)
5847                 return;
5848
5849         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
5850                 css_put(&memcg->css);
5851 }
5852 #else
5853 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5854 {
5855         return 0;
5856 }
5857
5858 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5859 {
5860 }
5861
5862 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5863 {
5864 }
5865 #endif
5866
5867 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
5868         {
5869                 .name = "usage_in_bytes",
5870                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
5871                 .read = mem_cgroup_read,
5872                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
5873                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
5874         },
5875         {
5876                 .name = "max_usage_in_bytes",
5877                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
5878                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5879                 .read = mem_cgroup_read,
5880         },
5881         {
5882                 .name = "limit_in_bytes",
5883                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
5884                 .write_string = mem_cgroup_write,
5885                 .read = mem_cgroup_read,
5886         },
5887         {
5888                 .name = "soft_limit_in_bytes",
5889                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
5890                 .write_string = mem_cgroup_write,
5891                 .read = mem_cgroup_read,
5892         },
5893         {
5894                 .name = "failcnt",
5895                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
5896                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5897                 .read = mem_cgroup_read,
5898         },
5899         {
5900                 .name = "stat",
5901                 .read_seq_string = memcg_stat_show,
5902         },
5903         {
5904                 .name = "force_empty",
5905                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
5906         },
5907         {
5908                 .name = "use_hierarchy",
5909                 .flags = CFTYPE_INSANE,
5910                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
5911                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
5912         },
5913         {
5914                 .name = "swappiness",
5915                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
5916                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
5917         },
5918         {
5919                 .name = "move_charge_at_immigrate",
5920                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
5921                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
5922         },
5923         {
5924                 .name = "oom_control",
5925                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
5926                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
5927                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
5928                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
5929                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
5930         },
5931         {
5932                 .name = "pressure_level",
5933                 .register_event = vmpressure_register_event,
5934                 .unregister_event = vmpressure_unregister_event,
5935         },
5936 #ifdef CONFIG_NUMA
5937         {
5938                 .name = "numa_stat",
5939                 .read_seq_string = memcg_numa_stat_show,
5940         },
5941 #endif
5942 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5943         {
5944                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
5945                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
5946                 .write_string = mem_cgroup_write,
5947                 .read = mem_cgroup_read,
5948         },
5949         {
5950                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
5951                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
5952                 .read = mem_cgroup_read,
5953         },
5954         {
5955                 .name = "kmem.failcnt",
5956                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
5957                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5958                 .read = mem_cgroup_read,
5959         },
5960         {
5961                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
5962                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
5963                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5964                 .read = mem_cgroup_read,
5965         },
5966 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5967         {
5968                 .name = "kmem.slabinfo",
5969                 .read_seq_string = mem_cgroup_slabinfo_read,
5970         },
5971 #endif
5972 #endif
5973         { },    /* terminate */
5974 };
5975
5976 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5977 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
5978         {
5979                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
5980                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
5981                 .read = mem_cgroup_read,
5982                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
5983                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
5984         },
5985         {
5986                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
5987                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
5988                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5989                 .read = mem_cgroup_read,
5990         },
5991         {
5992                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
5993                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
5994                 .write_string = mem_cgroup_write,
5995                 .read = mem_cgroup_read,
5996         },
5997         {
5998                 .name = "memsw.failcnt",
5999                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
6000                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6001                 .read = mem_cgroup_read,
6002         },
6003         { },    /* terminate */
6004 };
6005 #endif
6006 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6007 {
6008         struct mem_cgroup_per_node *pn;
6009         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
6010         int zone, tmp = node;
6011         /*
6012          * This routine is called against possible nodes.
6013          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
6014          *
6015          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
6016          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
6017          *       function.
6018          */
6019         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6020                 tmp = -1;
6021         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
6022         if (!pn)
6023                 return 1;
6024
6025         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6026                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
6027                 lruvec_init(&mz->lruvec);
6028                 mz->usage_in_excess = 0;
6029                 mz->on_tree = false;
6030                 mz->memcg = memcg;
6031         }
6032         memcg->nodeinfo[node] = pn;
6033         return 0;
6034 }
6035
6036 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6037 {
6038         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
6039 }
6040
6041 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
6042 {
6043         struct mem_cgroup *memcg;
6044         size_t size = memcg_size();
6045
6046         /* Can be very big if nr_node_ids is very big */
6047         if (size < PAGE_SIZE)
6048                 memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
6049         else
6050                 memcg = vzalloc(size);
6051
6052         if (!memcg)
6053                 return NULL;
6054
6055         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
6056         if (!memcg->stat)
6057                 goto out_free;
6058         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
6059         return memcg;
6060
6061 out_free:
6062         if (size < PAGE_SIZE)
6063                 kfree(memcg);
6064         else
6065                 vfree(memcg);
6066         return NULL;
6067 }
6068
6069 /*
6070  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
6071  * (scanning all at force_empty is too costly...)
6072  *
6073  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
6074  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
6075  * it goes down to 0.
6076  *
6077  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
6078  */
6079
6080 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
6081 {
6082         int node;
6083         size_t size = memcg_size();
6084
6085         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
6086         free_css_id(&mem_cgroup_subsys, &memcg->css);
6087
6088         for_each_node(node)
6089                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
6090
6091         free_percpu(memcg->stat);
6092
6093         /*
6094          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
6095          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
6096          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
6097          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
6098          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
6099          *
6100          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
6101          * to move this code around, and make sure it is outside
6102          * the cgroup_lock.
6103          */
6104         disarm_static_keys(memcg);
6105         if (size < PAGE_SIZE)
6106                 kfree(memcg);
6107         else
6108                 vfree(memcg);
6109 }
6110
6111 /*
6112  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
6113  */
6114 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
6115 {
6116         if (!memcg->res.parent)
6117                 return NULL;
6118         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
6119 }
6120 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
6121
6122 static void __init mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
6123 {
6124         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
6125         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
6126         int tmp, node, zone;
6127
6128         for_each_node(node) {
6129                 tmp = node;
6130                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6131                         tmp = -1;
6132                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
6133                 BUG_ON(!rtpn);
6134
6135                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
6136
6137                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6138                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
6139                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
6140                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
6141                 }
6142         }
6143 }
6144
6145 static struct cgroup_subsys_state * __ref
6146 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
6147 {
6148         struct mem_cgroup *memcg;
6149         long error = -ENOMEM;
6150         int node;
6151
6152         memcg = mem_cgroup_alloc();
6153         if (!memcg)
6154                 return ERR_PTR(error);
6155
6156         for_each_node(node)
6157                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
6158                         goto free_out;
6159
6160         /* root ? */
6161         if (parent_css == NULL) {
6162                 root_mem_cgroup = memcg;
6163                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6164                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6165                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6166         }
6167
6168         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
6169         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
6170         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
6171         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
6172         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
6173         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
6174
6175         return &memcg->css;
6176
6177 free_out:
6178         __mem_cgroup_free(memcg);
6179         return ERR_PTR(error);
6180 }
6181
6182 static int
6183 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
6184 {
6185         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6186         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(css));
6187         int error = 0;
6188
6189         if (!parent)
6190                 return 0;
6191
6192         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
6193
6194         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
6195         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
6196         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
6197
6198         if (parent->use_hierarchy) {
6199                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
6200                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
6201                 res_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
6202
6203                 /*
6204                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
6205                  * core guarantees its existence.
6206                  */
6207         } else {
6208                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6209                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6210                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6211                 /*
6212                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
6213                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
6214                  * unfortunate state in our controller.
6215                  */
6216                 if (parent != root_mem_cgroup)
6217                         mem_cgroup_subsys.broken_hierarchy = true;
6218         }
6219
6220         error = memcg_init_kmem(memcg, &mem_cgroup_subsys);
6221         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
6222         return error;
6223 }
6224
6225 /*
6226  * Announce all parents that a group from their hierarchy is gone.
6227  */
6228 static void mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *memcg)
6229 {
6230         struct mem_cgroup *parent = memcg;
6231
6232         while ((parent = parent_mem_cgroup(parent)))
6233                 mem_cgroup_iter_invalidate(parent);
6234
6235         /*
6236          * if the root memcg is not hierarchical we have to check it
6237          * explicitely.
6238          */
6239         if (!root_mem_cgroup->use_hierarchy)
6240                 mem_cgroup_iter_invalidate(root_mem_cgroup);
6241 }
6242
6243 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
6244 {
6245         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6246
6247         kmem_cgroup_css_offline(memcg);
6248
6249         mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(memcg);
6250         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
6251         mem_cgroup_destroy_all_caches(memcg);
6252         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
6253 }
6254
6255 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
6256 {
6257         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6258
6259         memcg_destroy_kmem(memcg);
6260         __mem_cgroup_free(memcg);
6261 }
6262
6263 #ifdef CONFIG_MMU
6264 /* Handlers for move charge at task migration. */
6265 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
6266 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
6267 {
6268         int ret = 0;
6269         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6270         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
6271
6272         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6273                 mc.precharge += count;
6274                 /* we don't need css_get for root */
6275                 return ret;
6276         }
6277         /* try to charge at once */
6278         if (count > 1) {
6279                 struct res_counter *dummy;
6280                 /*
6281                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
6282                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
6283                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
6284                  * css_get().
6285                  */
6286                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
6287                         goto one_by_one;
6288                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
6289                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
6290                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
6291                         goto one_by_one;
6292                 }
6293                 mc.precharge += count;
6294                 return ret;
6295         }
6296 one_by_one:
6297         /* fall back to one by one charge */
6298         while (count--) {
6299                 if (signal_pending(current)) {
6300                         ret = -EINTR;
6301                         break;
6302                 }
6303                 if (!batch_count--) {
6304                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6305                         cond_resched();
6306                 }
6307                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
6308                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
6309                 if (ret)
6310                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
6311                         return ret;
6312                 mc.precharge++;
6313         }
6314         return ret;
6315 }
6316
6317 /**
6318  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
6319  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
6320  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
6321  * @ptent: the pte to be checked
6322  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
6323  *
6324  * Returns
6325  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
6326  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
6327  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
6328  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
6329  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
6330  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
6331  *     in target->ent.
6332  *
6333  * Called with pte lock held.
6334  */
6335 union mc_target {
6336         struct page     *page;
6337         swp_entry_t     ent;
6338 };
6339
6340 enum mc_target_type {
6341         MC_TARGET_NONE = 0,
6342         MC_TARGET_PAGE,
6343         MC_TARGET_SWAP,
6344 };
6345
6346 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
6347                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
6348 {
6349         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
6350
6351         if (!page || !page_mapped(page))
6352                 return NULL;
6353         if (PageAnon(page)) {
6354                 /* we don't move shared anon */
6355                 if (!move_anon())
6356                         return NULL;
6357         } else if (!move_file())
6358                 /* we ignore mapcount for file pages */
6359                 return NULL;
6360         if (!get_page_unless_zero(page))
6361                 return NULL;
6362
6363         return page;
6364 }
6365
6366 #ifdef CONFIG_SWAP
6367 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6368                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6369 {
6370         struct page *page = NULL;
6371         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
6372
6373         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
6374                 return NULL;
6375         /*
6376          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
6377          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
6378          */
6379         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
6380         if (do_swap_account)
6381                 entry->val = ent.val;
6382
6383         return page;
6384 }
6385 #else
6386 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6387                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6388 {
6389         return NULL;
6390 }
6391 #endif
6392
6393 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
6394                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6395 {
6396         struct page *page = NULL;
6397         struct address_space *mapping;
6398         pgoff_t pgoff;
6399
6400         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
6401                 return NULL;
6402         if (!move_file())
6403                 return NULL;
6404
6405         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
6406         if (pte_none(ptent))
6407                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
6408         else /* pte_file(ptent) is true */
6409                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
6410
6411         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
6412         page = find_get_page(mapping, pgoff);
6413
6414 #ifdef CONFIG_SWAP
6415         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
6416         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
6417                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
6418                 if (do_swap_account)
6419                         *entry = swap;
6420                 page = find_get_page(swap_address_space(swap), swap.val);
6421         }
6422 #endif
6423         return page;
6424 }
6425
6426 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
6427                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
6428 {
6429         struct page *page = NULL;
6430         struct page_cgroup *pc;
6431         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6432         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
6433
6434         if (pte_present(ptent))
6435                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
6436         else if (is_swap_pte(ptent))
6437                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6438         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
6439                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6440
6441         if (!page && !ent.val)
6442                 return ret;
6443         if (page) {
6444                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6445                 /*
6446                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
6447                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
6448                  * the lock.
6449                  */
6450                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6451                         ret = MC_TARGET_PAGE;
6452                         if (target)
6453                                 target->page = page;
6454                 }
6455                 if (!ret || !target)
6456                         put_page(page);
6457         }
6458         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
6459         if (ent.val && !ret &&
6460                         css_id(&mc.from->css) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
6461                 ret = MC_TARGET_SWAP;
6462                 if (target)
6463                         target->ent = ent;
6464         }
6465         return ret;
6466 }
6467
6468 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
6469 /*
6470  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
6471  * support them for now.
6472  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
6473  */
6474 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6475                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6476 {
6477         struct page *page = NULL;
6478         struct page_cgroup *pc;
6479         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6480
6481         page = pmd_page(pmd);
6482         VM_BUG_ON(!page || !PageHead(page));
6483         if (!move_anon())
6484                 return ret;
6485         pc = lookup_page_cgroup(page);
6486         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6487                 ret = MC_TARGET_PAGE;
6488                 if (target) {
6489                         get_page(page);
6490                         target->page = page;
6491                 }
6492         }
6493         return ret;
6494 }
6495 #else
6496 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6497                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6498 {
6499         return MC_TARGET_NONE;
6500 }
6501 #endif
6502
6503 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
6504                                         unsigned long addr, unsigned long end,
6505                                         struct mm_walk *walk)
6506 {
6507         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6508         pte_t *pte;
6509         spinlock_t *ptl;
6510
6511         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
6512                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
6513                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
6514                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6515                 return 0;
6516         }
6517
6518         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6519                 return 0;
6520         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6521         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
6522                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
6523                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
6524         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6525         cond_resched();
6526
6527         return 0;
6528 }
6529
6530 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
6531 {
6532         unsigned long precharge;
6533         struct vm_area_struct *vma;
6534
6535         down_read(&mm->mmap_sem);
6536         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6537                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
6538                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
6539                         .mm = mm,
6540                         .private = vma,
6541                 };
6542                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6543                         continue;
6544                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6545                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
6546         }
6547         up_read(&mm->mmap_sem);
6548
6549         precharge = mc.precharge;
6550         mc.precharge = 0;
6551
6552         return precharge;
6553 }
6554
6555 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
6556 {
6557         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
6558
6559         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
6560         mc.moving_task = current;
6561         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
6562 }
6563
6564 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
6565 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
6566 {
6567         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6568         struct mem_cgroup *to = mc.to;
6569         int i;
6570
6571         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
6572         if (mc.precharge) {
6573                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
6574                 mc.precharge = 0;
6575         }
6576         /*
6577          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
6578          * we must uncharge here.
6579          */
6580         if (mc.moved_charge) {
6581                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
6582                 mc.moved_charge = 0;
6583         }
6584         /* we must fixup refcnts and charges */
6585         if (mc.moved_swap) {
6586                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
6587                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
6588                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
6589                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6590
6591                 for (i = 0; i < mc.moved_swap; i++)
6592                         css_put(&mc.from->css);
6593
6594                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
6595                         /*
6596                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
6597                          * uncharge to->res.
6598                          */
6599                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
6600                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6601                 }
6602                 /* we've already done css_get(mc.to) */
6603                 mc.moved_swap = 0;
6604         }
6605         memcg_oom_recover(from);
6606         memcg_oom_recover(to);
6607         wake_up_all(&mc.waitq);
6608 }
6609
6610 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
6611 {
6612         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6613
6614         /*
6615          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
6616          * task migration.
6617          */
6618         mc.moving_task = NULL;
6619         __mem_cgroup_clear_mc();
6620         spin_lock(&mc.lock);
6621         mc.from = NULL;
6622         mc.to = NULL;
6623         spin_unlock(&mc.lock);
6624         mem_cgroup_end_move(from);
6625 }
6626
6627 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6628                                  struct cgroup_taskset *tset)
6629 {
6630         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6631         int ret = 0;
6632         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6633         unsigned long move_charge_at_immigrate;
6634
6635         /*
6636          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
6637          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
6638          * So we need to save it, and keep it going.
6639          */
6640         move_charge_at_immigrate  = memcg->move_charge_at_immigrate;
6641         if (move_charge_at_immigrate) {
6642                 struct mm_struct *mm;
6643                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
6644
6645                 VM_BUG_ON(from == memcg);
6646
6647                 mm = get_task_mm(p);
6648                 if (!mm)
6649                         return 0;
6650                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
6651                 if (mm->owner == p) {
6652                         VM_BUG_ON(mc.from);
6653                         VM_BUG_ON(mc.to);
6654                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
6655                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
6656                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
6657                         mem_cgroup_start_move(from);
6658                         spin_lock(&mc.lock);
6659                         mc.from = from;
6660                         mc.to = memcg;
6661                         mc.immigrate_flags = move_charge_at_immigrate;
6662                         spin_unlock(&mc.lock);
6663                         /* We set mc.moving_task later */
6664
6665                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6666                         if (ret)
6667                                 mem_cgroup_clear_mc();
6668                 }
6669                 mmput(mm);
6670         }
6671         return ret;
6672 }
6673
6674 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6675                                      struct cgroup_taskset *tset)
6676 {
6677         mem_cgroup_clear_mc();
6678 }
6679
6680 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6681                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6682                                 struct mm_walk *walk)
6683 {
6684         int ret = 0;
6685         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6686         pte_t *pte;
6687         spinlock_t *ptl;
6688         enum mc_target_type target_type;
6689         union mc_target target;
6690         struct page *page;
6691         struct page_cgroup *pc;
6692
6693         /*
6694          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
6695          * happens because:
6696          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
6697          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
6698          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
6699          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
6700          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
6701          *    part of thp split is not executed yet.
6702          */
6703         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
6704                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6705                         spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6706                         return 0;
6707                 }
6708                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6709                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6710                         page = target.page;
6711                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6712                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6713                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
6714                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
6715                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6716                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6717                                 }
6718                                 putback_lru_page(page);
6719                         }
6720                         put_page(page);
6721                 }
6722                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6723                 return 0;
6724         }
6725
6726         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6727                 return 0;
6728 retry:
6729         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6730         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6731                 pte_t ptent = *(pte++);
6732                 swp_entry_t ent;
6733
6734                 if (!mc.precharge)
6735                         break;
6736
6737                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6738                 case MC_TARGET_PAGE:
6739                         page = target.page;
6740                         if (isolate_lru_page(page))
6741                                 goto put;
6742                         pc = lookup_page_cgroup(page);
6743                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
6744                                                      mc.from, mc.to)) {
6745                                 mc.precharge--;
6746                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6747                                 mc.moved_charge++;
6748                         }
6749                         putback_lru_page(page);
6750 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6751                         put_page(page);
6752                         break;
6753                 case MC_TARGET_SWAP:
6754                         ent = target.ent;
6755                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6756                                 mc.precharge--;
6757                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
6758                                 mc.moved_swap++;
6759                         }
6760                         break;
6761                 default:
6762                         break;
6763                 }
6764         }
6765         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6766         cond_resched();
6767
6768         if (addr != end) {
6769                 /*
6770                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6771                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6772                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6773                  * phase.
6774                  */
6775                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6776                 if (!ret)
6777                         goto retry;
6778         }
6779
6780         return ret;
6781 }
6782
6783 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
6784 {
6785         struct vm_area_struct *vma;
6786
6787         lru_add_drain_all();
6788 retry:
6789         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
6790                 /*
6791                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
6792                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6793                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6794                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6795                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6796                  */
6797                 __mem_cgroup_clear_mc();
6798                 cond_resched();
6799                 goto retry;
6800         }
6801         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6802                 int ret;
6803                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
6804                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6805                         .mm = mm,
6806                         .private = vma,
6807                 };
6808                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6809                         continue;
6810                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6811                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
6812                 if (ret)
6813                         /*
6814                          * means we have consumed all precharges and failed in
6815                          * doing additional charge. Just abandon here.
6816                          */
6817                         break;
6818         }
6819         up_read(&mm->mmap_sem);
6820 }
6821
6822 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
6823                                  struct cgroup_taskset *tset)
6824 {
6825         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6826         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
6827
6828         if (mm) {
6829                 if (mc.to)
6830                         mem_cgroup_move_charge(mm);
6831                 mmput(mm);
6832         }
6833         if (mc.to)
6834                 mem_cgroup_clear_mc();
6835 }
6836 #else   /* !CONFIG_MMU */
6837 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6838                                  struct cgroup_taskset *tset)
6839 {
6840         return 0;
6841 }
6842 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6843                                      struct cgroup_taskset *tset)
6844 {
6845 }
6846 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
6847                                  struct cgroup_taskset *tset)
6848 {
6849 }
6850 #endif
6851
6852 /*
6853  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
6854  * to verify sane_behavior flag on each mount attempt.
6855  */
6856 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
6857 {
6858         /*
6859          * use_hierarchy is forced with sane_behavior.  cgroup core
6860          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
6861          * on for the root memcg is enough.
6862          */
6863         if (cgroup_sane_behavior(root_css->cgroup))
6864                 mem_cgroup_from_css(root_css)->use_hierarchy = true;
6865 }
6866
6867 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
6868         .name = "memory",
6869         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
6870         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6871         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6872         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6873         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6874         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6875         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6876         .attach = mem_cgroup_move_task,
6877         .bind = mem_cgroup_bind,
6878         .base_cftypes = mem_cgroup_files,
6879         .early_init = 0,
6880         .use_id = 1,
6881 };
6882
6883 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6884 static int __init enable_swap_account(char *s)
6885 {
6886         if (!strcmp(s, "1"))
6887                 really_do_swap_account = 1;
6888         else if (!strcmp(s, "0"))
6889                 really_do_swap_account = 0;
6890         return 1;
6891 }
6892 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
6893
6894 static void __init memsw_file_init(void)
6895 {
6896         WARN_ON(cgroup_add_cftypes(&mem_cgroup_subsys, memsw_cgroup_files));
6897 }
6898
6899 static void __init enable_swap_cgroup(void)
6900 {
6901         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
6902                 do_swap_account = 1;
6903                 memsw_file_init();
6904         }
6905 }
6906
6907 #else
6908 static void __init enable_swap_cgroup(void)
6909 {
6910 }
6911 #endif
6912
6913 /*
6914  * subsys_initcall() for memory controller.
6915  *
6916  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
6917  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
6918  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
6919  * be initialized from here.
6920  */
6921 static int __init mem_cgroup_init(void)
6922 {
6923         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
6924         enable_swap_cgroup();
6925         mem_cgroup_soft_limit_tree_init();
6926         memcg_stock_init();
6927         return 0;
6928 }
6929 subsys_initcall(mem_cgroup_init);