mm: memcontrol: reclaim at least once for __GFP_NORETRY
[firefly-linux-kernel-4.4.55.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * Kernel Memory Controller
14  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
15  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
16  *
17  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
18  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
19  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
20  * (at your option) any later version.
21  *
22  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
23  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
24  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
25  * GNU General Public License for more details.
26  */
27
28 #include <linux/res_counter.h>
29 #include <linux/memcontrol.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31 #include <linux/mm.h>
32 #include <linux/hugetlb.h>
33 #include <linux/pagemap.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/page-flags.h>
36 #include <linux/backing-dev.h>
37 #include <linux/bit_spinlock.h>
38 #include <linux/rcupdate.h>
39 #include <linux/limits.h>
40 #include <linux/export.h>
41 #include <linux/mutex.h>
42 #include <linux/rbtree.h>
43 #include <linux/slab.h>
44 #include <linux/swap.h>
45 #include <linux/swapops.h>
46 #include <linux/spinlock.h>
47 #include <linux/eventfd.h>
48 #include <linux/poll.h>
49 #include <linux/sort.h>
50 #include <linux/fs.h>
51 #include <linux/seq_file.h>
52 #include <linux/vmpressure.h>
53 #include <linux/mm_inline.h>
54 #include <linux/page_cgroup.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/oom.h>
57 #include <linux/lockdep.h>
58 #include <linux/file.h>
59 #include "internal.h"
60 #include <net/sock.h>
61 #include <net/ip.h>
62 #include <net/tcp_memcontrol.h>
63 #include "slab.h"
64
65 #include <asm/uaccess.h>
66
67 #include <trace/events/vmscan.h>
68
69 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
70 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
71
72 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
73 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
74
75 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
76 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
77 int do_swap_account __read_mostly;
78
79 /* for remember boot option*/
80 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
81 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
82 #else
83 static int really_do_swap_account __initdata;
84 #endif
85
86 #else
87 #define do_swap_account         0
88 #endif
89
90
91 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
92         "cache",
93         "rss",
94         "rss_huge",
95         "mapped_file",
96         "writeback",
97         "swap",
98 };
99
100 enum mem_cgroup_events_index {
101         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
102         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
103         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
104         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
105         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
106 };
107
108 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
109         "pgpgin",
110         "pgpgout",
111         "pgfault",
112         "pgmajfault",
113 };
114
115 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
116         "inactive_anon",
117         "active_anon",
118         "inactive_file",
119         "active_file",
120         "unevictable",
121 };
122
123 /*
124  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
125  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
126  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
127  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
128  */
129 enum mem_cgroup_events_target {
130         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
131         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
132         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
133         MEM_CGROUP_NTARGETS,
134 };
135 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
136 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
137 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
138
139 struct mem_cgroup_stat_cpu {
140         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
141         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
142         unsigned long nr_page_events;
143         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
144 };
145
146 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
147         /*
148          * last scanned hierarchy member. Valid only if last_dead_count
149          * matches memcg->dead_count of the hierarchy root group.
150          */
151         struct mem_cgroup *last_visited;
152         int last_dead_count;
153
154         /* scan generation, increased every round-trip */
155         unsigned int generation;
156 };
157
158 /*
159  * per-zone information in memory controller.
160  */
161 struct mem_cgroup_per_zone {
162         struct lruvec           lruvec;
163         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
164
165         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
166
167         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
168         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
169                                                 /* the soft limit is exceeded*/
170         bool                    on_tree;
171         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
172                                                 /* use container_of        */
173 };
174
175 struct mem_cgroup_per_node {
176         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
177 };
178
179 /*
180  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
181  * their hierarchy representation
182  */
183
184 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
185         struct rb_root rb_root;
186         spinlock_t lock;
187 };
188
189 struct mem_cgroup_tree_per_node {
190         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
191 };
192
193 struct mem_cgroup_tree {
194         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
195 };
196
197 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
198
199 struct mem_cgroup_threshold {
200         struct eventfd_ctx *eventfd;
201         u64 threshold;
202 };
203
204 /* For threshold */
205 struct mem_cgroup_threshold_ary {
206         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
207         int current_threshold;
208         /* Size of entries[] */
209         unsigned int size;
210         /* Array of thresholds */
211         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
212 };
213
214 struct mem_cgroup_thresholds {
215         /* Primary thresholds array */
216         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
217         /*
218          * Spare threshold array.
219          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
220          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
221          */
222         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
223 };
224
225 /* for OOM */
226 struct mem_cgroup_eventfd_list {
227         struct list_head list;
228         struct eventfd_ctx *eventfd;
229 };
230
231 /*
232  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
233  */
234 struct mem_cgroup_event {
235         /*
236          * memcg which the event belongs to.
237          */
238         struct mem_cgroup *memcg;
239         /*
240          * eventfd to signal userspace about the event.
241          */
242         struct eventfd_ctx *eventfd;
243         /*
244          * Each of these stored in a list by the cgroup.
245          */
246         struct list_head list;
247         /*
248          * register_event() callback will be used to add new userspace
249          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
250          * on eventfd to send notification to userspace.
251          */
252         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
253                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
254         /*
255          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
256          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
257          * if you want provide notification functionality.
258          */
259         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
260                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
261         /*
262          * All fields below needed to unregister event when
263          * userspace closes eventfd.
264          */
265         poll_table pt;
266         wait_queue_head_t *wqh;
267         wait_queue_t wait;
268         struct work_struct remove;
269 };
270
271 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
272 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
273
274 /*
275  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
276  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
277  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
278  * to help the administrator determine what knobs to tune.
279  *
280  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
281  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
282  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
283  * a feature that will be implemented much later in the future.
284  */
285 struct mem_cgroup {
286         struct cgroup_subsys_state css;
287         /*
288          * the counter to account for memory usage
289          */
290         struct res_counter res;
291
292         /* vmpressure notifications */
293         struct vmpressure vmpressure;
294
295         /*
296          * the counter to account for mem+swap usage.
297          */
298         struct res_counter memsw;
299
300         /*
301          * the counter to account for kernel memory usage.
302          */
303         struct res_counter kmem;
304         /*
305          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
306          */
307         bool use_hierarchy;
308         unsigned long kmem_account_flags; /* See KMEM_ACCOUNTED_*, below */
309
310         bool            oom_lock;
311         atomic_t        under_oom;
312         atomic_t        oom_wakeups;
313
314         int     swappiness;
315         /* OOM-Killer disable */
316         int             oom_kill_disable;
317
318         /* set when res.limit == memsw.limit */
319         bool            memsw_is_minimum;
320
321         /* protect arrays of thresholds */
322         struct mutex thresholds_lock;
323
324         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
325         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
326
327         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
328         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
329
330         /* For oom notifier event fd */
331         struct list_head oom_notify;
332
333         /*
334          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
335          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
336          */
337         unsigned long move_charge_at_immigrate;
338         /*
339          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
340          */
341         atomic_t        moving_account;
342         /* taken only while moving_account > 0 */
343         spinlock_t      move_lock;
344         /*
345          * percpu counter.
346          */
347         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
348         /*
349          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
350          * See mem_cgroup_read_stat().
351          */
352         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
353         spinlock_t pcp_counter_lock;
354
355         atomic_t        dead_count;
356 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
357         struct cg_proto tcp_mem;
358 #endif
359 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
360         /* analogous to slab_common's slab_caches list, but per-memcg;
361          * protected by memcg_slab_mutex */
362         struct list_head memcg_slab_caches;
363         /* Index in the kmem_cache->memcg_params->memcg_caches array */
364         int kmemcg_id;
365 #endif
366
367         int last_scanned_node;
368 #if MAX_NUMNODES > 1
369         nodemask_t      scan_nodes;
370         atomic_t        numainfo_events;
371         atomic_t        numainfo_updating;
372 #endif
373
374         /* List of events which userspace want to receive */
375         struct list_head event_list;
376         spinlock_t event_list_lock;
377
378         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[0];
379         /* WARNING: nodeinfo must be the last member here */
380 };
381
382 /* internal only representation about the status of kmem accounting. */
383 enum {
384         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, /* accounted by this cgroup itself */
385         KMEM_ACCOUNTED_DEAD, /* dead memcg with pending kmem charges */
386 };
387
388 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
389 static inline void memcg_kmem_set_active(struct mem_cgroup *memcg)
390 {
391         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
392 }
393
394 static bool memcg_kmem_is_active(struct mem_cgroup *memcg)
395 {
396         return test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
397 }
398
399 static void memcg_kmem_mark_dead(struct mem_cgroup *memcg)
400 {
401         /*
402          * Our caller must use css_get() first, because memcg_uncharge_kmem()
403          * will call css_put() if it sees the memcg is dead.
404          */
405         smp_wmb();
406         if (test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags))
407                 set_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD, &memcg->kmem_account_flags);
408 }
409
410 static bool memcg_kmem_test_and_clear_dead(struct mem_cgroup *memcg)
411 {
412         return test_and_clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD,
413                                   &memcg->kmem_account_flags);
414 }
415 #endif
416
417 /* Stuffs for move charges at task migration. */
418 /*
419  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" and
420  * "immigrate_flags" are treated as a left-shifted bitmap of these types.
421  */
422 enum move_type {
423         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
424         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
425         NR_MOVE_TYPE,
426 };
427
428 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
429 static struct move_charge_struct {
430         spinlock_t        lock; /* for from, to */
431         struct mem_cgroup *from;
432         struct mem_cgroup *to;
433         unsigned long immigrate_flags;
434         unsigned long precharge;
435         unsigned long moved_charge;
436         unsigned long moved_swap;
437         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
438         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
439 } mc = {
440         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
441         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
442 };
443
444 static bool move_anon(void)
445 {
446         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON, &mc.immigrate_flags);
447 }
448
449 static bool move_file(void)
450 {
451         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE, &mc.immigrate_flags);
452 }
453
454 /*
455  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
456  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
457  */
458 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
459 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
460
461 enum charge_type {
462         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
463         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
464         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
465         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
466         NR_CHARGE_TYPE,
467 };
468
469 /* for encoding cft->private value on file */
470 enum res_type {
471         _MEM,
472         _MEMSWAP,
473         _OOM_TYPE,
474         _KMEM,
475 };
476
477 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
478 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
479 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
480 /* Used for OOM nofiier */
481 #define OOM_CONTROL             (0)
482
483 /*
484  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
485  */
486 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
487 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
488 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
489 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
490
491 /*
492  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
493  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
494  * appearing has to hold it as well.
495  */
496 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
497
498 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
499 {
500         return s ? container_of(s, struct mem_cgroup, css) : NULL;
501 }
502
503 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
504 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
505 {
506         if (!memcg)
507                 memcg = root_mem_cgroup;
508         return &memcg->vmpressure;
509 }
510
511 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
512 {
513         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
514 }
515
516 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
517 {
518         return (memcg == root_mem_cgroup);
519 }
520
521 /*
522  * We restrict the id in the range of [1, 65535], so it can fit into
523  * an unsigned short.
524  */
525 #define MEM_CGROUP_ID_MAX       USHRT_MAX
526
527 static inline unsigned short mem_cgroup_id(struct mem_cgroup *memcg)
528 {
529         return memcg->css.id;
530 }
531
532 static inline struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
533 {
534         struct cgroup_subsys_state *css;
535
536         css = css_from_id(id, &memory_cgrp_subsys);
537         return mem_cgroup_from_css(css);
538 }
539
540 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
541 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
542
543 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
544 {
545         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
546                 struct mem_cgroup *memcg;
547                 struct cg_proto *cg_proto;
548
549                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
550
551                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
552                  * filled. It won't however, necessarily happen from
553                  * process context. So the test for root memcg given
554                  * the current task's memcg won't help us in this case.
555                  *
556                  * Respecting the original socket's memcg is a better
557                  * decision in this case.
558                  */
559                 if (sk->sk_cgrp) {
560                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
561                         css_get(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
562                         return;
563                 }
564
565                 rcu_read_lock();
566                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
567                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
568                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
569                     memcg_proto_active(cg_proto) &&
570                     css_tryget_online(&memcg->css)) {
571                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
572                 }
573                 rcu_read_unlock();
574         }
575 }
576 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
577
578 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
579 {
580         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
581                 struct mem_cgroup *memcg;
582                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
583                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
584                 css_put(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
585         }
586 }
587
588 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
589 {
590         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
591                 return NULL;
592
593         return &memcg->tcp_mem;
594 }
595 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
596
597 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
598 {
599         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem))
600                 return;
601         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
602 }
603 #else
604 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
605 {
606 }
607 #endif
608
609 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
610 /*
611  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params->memcg_caches.
612  * The main reason for not using cgroup id for this:
613  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
614  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
615  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
616  *  200 entry array for that.
617  *
618  * The current size of the caches array is stored in
619  * memcg_limited_groups_array_size.  It will double each time we have to
620  * increase it.
621  */
622 static DEFINE_IDA(kmem_limited_groups);
623 int memcg_limited_groups_array_size;
624
625 /*
626  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
627  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
628  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
629  * tunable, but that is strictly not necessary.
630  *
631  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
632  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
633  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
634  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
635  * increase ours as well if it increases.
636  */
637 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
638 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
639
640 /*
641  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
642  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
643  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
644  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
645  */
646 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
647 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
648
649 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
650 {
651         if (memcg_kmem_is_active(memcg)) {
652                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
653                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg->kmemcg_id);
654         }
655         /*
656          * This check can't live in kmem destruction function,
657          * since the charges will outlive the cgroup
658          */
659         WARN_ON(res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0);
660 }
661 #else
662 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
663 {
664 }
665 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
666
667 static void disarm_static_keys(struct mem_cgroup *memcg)
668 {
669         disarm_sock_keys(memcg);
670         disarm_kmem_keys(memcg);
671 }
672
673 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
674
675 static struct mem_cgroup_per_zone *
676 mem_cgroup_zone_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
677 {
678         int nid = zone_to_nid(zone);
679         int zid = zone_idx(zone);
680
681         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
682 }
683
684 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
685 {
686         return &memcg->css;
687 }
688
689 static struct mem_cgroup_per_zone *
690 mem_cgroup_page_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
691 {
692         int nid = page_to_nid(page);
693         int zid = page_zonenum(page);
694
695         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
696 }
697
698 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
699 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
700 {
701         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
702 }
703
704 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
705 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
706 {
707         int nid = page_to_nid(page);
708         int zid = page_zonenum(page);
709
710         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
711 }
712
713 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
714                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
715                                          unsigned long long new_usage_in_excess)
716 {
717         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
718         struct rb_node *parent = NULL;
719         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
720
721         if (mz->on_tree)
722                 return;
723
724         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
725         if (!mz->usage_in_excess)
726                 return;
727         while (*p) {
728                 parent = *p;
729                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
730                                         tree_node);
731                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
732                         p = &(*p)->rb_left;
733                 /*
734                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
735                  * limit by the same amount
736                  */
737                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
738                         p = &(*p)->rb_right;
739         }
740         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
741         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
742         mz->on_tree = true;
743 }
744
745 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
746                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
747 {
748         if (!mz->on_tree)
749                 return;
750         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
751         mz->on_tree = false;
752 }
753
754 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
755                                        struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
756 {
757         spin_lock(&mctz->lock);
758         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
759         spin_unlock(&mctz->lock);
760 }
761
762
763 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
764 {
765         unsigned long long excess;
766         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
767         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
768
769         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
770         /*
771          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
772          * because their event counter is not touched.
773          */
774         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
775                 mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
776                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
777                 /*
778                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
779                  * mem is over its softlimit.
780                  */
781                 if (excess || mz->on_tree) {
782                         spin_lock(&mctz->lock);
783                         /* if on-tree, remove it */
784                         if (mz->on_tree)
785                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
786                         /*
787                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
788                          * If excess is 0, no tree ops.
789                          */
790                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
791                         spin_unlock(&mctz->lock);
792                 }
793         }
794 }
795
796 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
797 {
798         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
799         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
800         int nid, zid;
801
802         for_each_node(nid) {
803                 for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
804                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
805                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(nid, zid);
806                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
807                 }
808         }
809 }
810
811 static struct mem_cgroup_per_zone *
812 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
813 {
814         struct rb_node *rightmost = NULL;
815         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
816
817 retry:
818         mz = NULL;
819         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
820         if (!rightmost)
821                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
822
823         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
824         /*
825          * Remove the node now but someone else can add it back,
826          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
827          * position in the tree.
828          */
829         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
830         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
831             !css_tryget_online(&mz->memcg->css))
832                 goto retry;
833 done:
834         return mz;
835 }
836
837 static struct mem_cgroup_per_zone *
838 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
839 {
840         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
841
842         spin_lock(&mctz->lock);
843         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
844         spin_unlock(&mctz->lock);
845         return mz;
846 }
847
848 /*
849  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
850  *
851  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
852  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
853  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
854  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
855  *
856  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
857  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
858  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
859  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
860  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
861  *
862  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
863  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
864  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
865  * implemented.
866  */
867 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
868                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
869 {
870         long val = 0;
871         int cpu;
872
873         get_online_cpus();
874         for_each_online_cpu(cpu)
875                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
876 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
877         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
878         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
879         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
880 #endif
881         put_online_cpus();
882         return val;
883 }
884
885 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
886                                          bool charge)
887 {
888         int val = (charge) ? 1 : -1;
889         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
890 }
891
892 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
893                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
894 {
895         unsigned long val = 0;
896         int cpu;
897
898         get_online_cpus();
899         for_each_online_cpu(cpu)
900                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
901 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
902         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
903         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
904         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
905 #endif
906         put_online_cpus();
907         return val;
908 }
909
910 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
911                                          struct page *page,
912                                          bool anon, int nr_pages)
913 {
914         /*
915          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
916          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
917          */
918         if (anon)
919                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
920                                 nr_pages);
921         else
922                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
923                                 nr_pages);
924
925         if (PageTransHuge(page))
926                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
927                                 nr_pages);
928
929         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
930         if (nr_pages > 0)
931                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
932         else {
933                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
934                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
935         }
936
937         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
938 }
939
940 unsigned long mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
941 {
942         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
943
944         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
945         return mz->lru_size[lru];
946 }
947
948 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
949                                                   int nid,
950                                                   unsigned int lru_mask)
951 {
952         unsigned long nr = 0;
953         int zid;
954
955         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
956
957         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
958                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
959                 enum lru_list lru;
960
961                 for_each_lru(lru) {
962                         if (!(BIT(lru) & lru_mask))
963                                 continue;
964                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
965                         nr += mz->lru_size[lru];
966                 }
967         }
968         return nr;
969 }
970
971 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
972                         unsigned int lru_mask)
973 {
974         unsigned long nr = 0;
975         int nid;
976
977         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
978                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
979         return nr;
980 }
981
982 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
983                                        enum mem_cgroup_events_target target)
984 {
985         unsigned long val, next;
986
987         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
988         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
989         /* from time_after() in jiffies.h */
990         if ((long)next - (long)val < 0) {
991                 switch (target) {
992                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
993                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
994                         break;
995                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
996                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
997                         break;
998                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
999                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
1000                         break;
1001                 default:
1002                         break;
1003                 }
1004                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
1005                 return true;
1006         }
1007         return false;
1008 }
1009
1010 /*
1011  * Check events in order.
1012  *
1013  */
1014 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
1015 {
1016         preempt_disable();
1017         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
1018         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1019                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
1020                 bool do_softlimit;
1021                 bool do_numainfo __maybe_unused;
1022
1023                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1024                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
1025 #if MAX_NUMNODES > 1
1026                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1027                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
1028 #endif
1029                 preempt_enable();
1030
1031                 mem_cgroup_threshold(memcg);
1032                 if (unlikely(do_softlimit))
1033                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
1034 #if MAX_NUMNODES > 1
1035                 if (unlikely(do_numainfo))
1036                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
1037 #endif
1038         } else
1039                 preempt_enable();
1040 }
1041
1042 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1043 {
1044         /*
1045          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1046          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1047          * So this can be called with p == NULL.
1048          */
1049         if (unlikely(!p))
1050                 return NULL;
1051
1052         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
1053 }
1054
1055 static struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1056 {
1057         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1058
1059         rcu_read_lock();
1060         do {
1061                 /*
1062                  * Page cache insertions can happen withou an
1063                  * actual mm context, e.g. during disk probing
1064                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
1065                  */
1066                 if (unlikely(!mm))
1067                         memcg = root_mem_cgroup;
1068                 else {
1069                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1070                         if (unlikely(!memcg))
1071                                 memcg = root_mem_cgroup;
1072                 }
1073         } while (!css_tryget_online(&memcg->css));
1074         rcu_read_unlock();
1075         return memcg;
1076 }
1077
1078 /*
1079  * Returns a next (in a pre-order walk) alive memcg (with elevated css
1080  * ref. count) or NULL if the whole root's subtree has been visited.
1081  *
1082  * helper function to be used by mem_cgroup_iter
1083  */
1084 static struct mem_cgroup *__mem_cgroup_iter_next(struct mem_cgroup *root,
1085                 struct mem_cgroup *last_visited)
1086 {
1087         struct cgroup_subsys_state *prev_css, *next_css;
1088
1089         prev_css = last_visited ? &last_visited->css : NULL;
1090 skip_node:
1091         next_css = css_next_descendant_pre(prev_css, &root->css);
1092
1093         /*
1094          * Even if we found a group we have to make sure it is
1095          * alive. css && !memcg means that the groups should be
1096          * skipped and we should continue the tree walk.
1097          * last_visited css is safe to use because it is
1098          * protected by css_get and the tree walk is rcu safe.
1099          *
1100          * We do not take a reference on the root of the tree walk
1101          * because we might race with the root removal when it would
1102          * be the only node in the iterated hierarchy and mem_cgroup_iter
1103          * would end up in an endless loop because it expects that at
1104          * least one valid node will be returned. Root cannot disappear
1105          * because caller of the iterator should hold it already so
1106          * skipping css reference should be safe.
1107          */
1108         if (next_css) {
1109                 if ((next_css == &root->css) ||
1110                     ((next_css->flags & CSS_ONLINE) &&
1111                      css_tryget_online(next_css)))
1112                         return mem_cgroup_from_css(next_css);
1113
1114                 prev_css = next_css;
1115                 goto skip_node;
1116         }
1117
1118         return NULL;
1119 }
1120
1121 static void mem_cgroup_iter_invalidate(struct mem_cgroup *root)
1122 {
1123         /*
1124          * When a group in the hierarchy below root is destroyed, the
1125          * hierarchy iterator can no longer be trusted since it might
1126          * have pointed to the destroyed group.  Invalidate it.
1127          */
1128         atomic_inc(&root->dead_count);
1129 }
1130
1131 static struct mem_cgroup *
1132 mem_cgroup_iter_load(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1133                      struct mem_cgroup *root,
1134                      int *sequence)
1135 {
1136         struct mem_cgroup *position = NULL;
1137         /*
1138          * A cgroup destruction happens in two stages: offlining and
1139          * release.  They are separated by a RCU grace period.
1140          *
1141          * If the iterator is valid, we may still race with an
1142          * offlining.  The RCU lock ensures the object won't be
1143          * released, tryget will fail if we lost the race.
1144          */
1145         *sequence = atomic_read(&root->dead_count);
1146         if (iter->last_dead_count == *sequence) {
1147                 smp_rmb();
1148                 position = iter->last_visited;
1149
1150                 /*
1151                  * We cannot take a reference to root because we might race
1152                  * with root removal and returning NULL would end up in
1153                  * an endless loop on the iterator user level when root
1154                  * would be returned all the time.
1155                  */
1156                 if (position && position != root &&
1157                     !css_tryget_online(&position->css))
1158                         position = NULL;
1159         }
1160         return position;
1161 }
1162
1163 static void mem_cgroup_iter_update(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1164                                    struct mem_cgroup *last_visited,
1165                                    struct mem_cgroup *new_position,
1166                                    struct mem_cgroup *root,
1167                                    int sequence)
1168 {
1169         /* root reference counting symmetric to mem_cgroup_iter_load */
1170         if (last_visited && last_visited != root)
1171                 css_put(&last_visited->css);
1172         /*
1173          * We store the sequence count from the time @last_visited was
1174          * loaded successfully instead of rereading it here so that we
1175          * don't lose destruction events in between.  We could have
1176          * raced with the destruction of @new_position after all.
1177          */
1178         iter->last_visited = new_position;
1179         smp_wmb();
1180         iter->last_dead_count = sequence;
1181 }
1182
1183 /**
1184  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1185  * @root: hierarchy root
1186  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1187  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1188  *
1189  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1190  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1191  *
1192  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1193  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1194  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1195  *
1196  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
1197  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1198  * reclaimers operating on the same zone and priority.
1199  */
1200 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1201                                    struct mem_cgroup *prev,
1202                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1203 {
1204         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1205         struct mem_cgroup *last_visited = NULL;
1206
1207         if (mem_cgroup_disabled())
1208                 return NULL;
1209
1210         if (!root)
1211                 root = root_mem_cgroup;
1212
1213         if (prev && !reclaim)
1214                 last_visited = prev;
1215
1216         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1217                 if (prev)
1218                         goto out_css_put;
1219                 return root;
1220         }
1221
1222         rcu_read_lock();
1223         while (!memcg) {
1224                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1225                 int uninitialized_var(seq);
1226
1227                 if (reclaim) {
1228                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1229
1230                         mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(root, reclaim->zone);
1231                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
1232                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation) {
1233                                 iter->last_visited = NULL;
1234                                 goto out_unlock;
1235                         }
1236
1237                         last_visited = mem_cgroup_iter_load(iter, root, &seq);
1238                 }
1239
1240                 memcg = __mem_cgroup_iter_next(root, last_visited);
1241
1242                 if (reclaim) {
1243                         mem_cgroup_iter_update(iter, last_visited, memcg, root,
1244                                         seq);
1245
1246                         if (!memcg)
1247                                 iter->generation++;
1248                         else if (!prev && memcg)
1249                                 reclaim->generation = iter->generation;
1250                 }
1251
1252                 if (prev && !memcg)
1253                         goto out_unlock;
1254         }
1255 out_unlock:
1256         rcu_read_unlock();
1257 out_css_put:
1258         if (prev && prev != root)
1259                 css_put(&prev->css);
1260
1261         return memcg;
1262 }
1263
1264 /**
1265  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1266  * @root: hierarchy root
1267  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1268  */
1269 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1270                            struct mem_cgroup *prev)
1271 {
1272         if (!root)
1273                 root = root_mem_cgroup;
1274         if (prev && prev != root)
1275                 css_put(&prev->css);
1276 }
1277
1278 /*
1279  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1280  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1281  * be used for reference counting.
1282  */
1283 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1284         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1285              iter != NULL;                              \
1286              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1287
1288 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1289         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1290              iter != NULL;                              \
1291              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1292
1293 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1294 {
1295         struct mem_cgroup *memcg;
1296
1297         rcu_read_lock();
1298         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1299         if (unlikely(!memcg))
1300                 goto out;
1301
1302         switch (idx) {
1303         case PGFAULT:
1304                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1305                 break;
1306         case PGMAJFAULT:
1307                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1308                 break;
1309         default:
1310                 BUG();
1311         }
1312 out:
1313         rcu_read_unlock();
1314 }
1315 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1316
1317 /**
1318  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1319  * @zone: zone of the wanted lruvec
1320  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1321  *
1322  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1323  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1324  * is disabled.
1325  */
1326 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1327                                       struct mem_cgroup *memcg)
1328 {
1329         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1330         struct lruvec *lruvec;
1331
1332         if (mem_cgroup_disabled()) {
1333                 lruvec = &zone->lruvec;
1334                 goto out;
1335         }
1336
1337         mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(memcg, zone);
1338         lruvec = &mz->lruvec;
1339 out:
1340         /*
1341          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1342          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1343          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1344          */
1345         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1346                 lruvec->zone = zone;
1347         return lruvec;
1348 }
1349
1350 /*
1351  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1352  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1353  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1354  *
1355  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1356  * 1. charge
1357  * 2. moving account
1358  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1359  * It is added to LRU before charge.
1360  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1361  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1362  */
1363
1364 /**
1365  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1366  * @page: the page
1367  * @zone: zone of the page
1368  */
1369 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1370 {
1371         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1372         struct mem_cgroup *memcg;
1373         struct page_cgroup *pc;
1374         struct lruvec *lruvec;
1375
1376         if (mem_cgroup_disabled()) {
1377                 lruvec = &zone->lruvec;
1378                 goto out;
1379         }
1380
1381         pc = lookup_page_cgroup(page);
1382         memcg = pc->mem_cgroup;
1383
1384         /*
1385          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1386          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1387          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1388          *
1389          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1390          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1391          * of pc->mem_cgroup safe.
1392          */
1393         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1394                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1395
1396         mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
1397         lruvec = &mz->lruvec;
1398 out:
1399         /*
1400          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1401          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1402          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1403          */
1404         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1405                 lruvec->zone = zone;
1406         return lruvec;
1407 }
1408
1409 /**
1410  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1411  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1412  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1413  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1414  *
1415  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1416  * lru list.
1417  */
1418 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1419                                 int nr_pages)
1420 {
1421         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1422         unsigned long *lru_size;
1423
1424         if (mem_cgroup_disabled())
1425                 return;
1426
1427         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1428         lru_size = mz->lru_size + lru;
1429         *lru_size += nr_pages;
1430         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1431 }
1432
1433 /*
1434  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1435  * hierarchy subtree
1436  */
1437 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1438                                   struct mem_cgroup *memcg)
1439 {
1440         if (root_memcg == memcg)
1441                 return true;
1442         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1443                 return false;
1444         return cgroup_is_descendant(memcg->css.cgroup, root_memcg->css.cgroup);
1445 }
1446
1447 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1448                                        struct mem_cgroup *memcg)
1449 {
1450         bool ret;
1451
1452         rcu_read_lock();
1453         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1454         rcu_read_unlock();
1455         return ret;
1456 }
1457
1458 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task,
1459                         const struct mem_cgroup *memcg)
1460 {
1461         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1462         struct task_struct *p;
1463         bool ret;
1464
1465         p = find_lock_task_mm(task);
1466         if (p) {
1467                 curr = get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1468                 task_unlock(p);
1469         } else {
1470                 /*
1471                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1472                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1473                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1474                  */
1475                 rcu_read_lock();
1476                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1477                 if (curr)
1478                         css_get(&curr->css);
1479                 rcu_read_unlock();
1480         }
1481         /*
1482          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1483          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1484          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1485          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1486          */
1487         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1488         css_put(&curr->css);
1489         return ret;
1490 }
1491
1492 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1493 {
1494         unsigned long inactive_ratio;
1495         unsigned long inactive;
1496         unsigned long active;
1497         unsigned long gb;
1498
1499         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1500         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1501
1502         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1503         if (gb)
1504                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1505         else
1506                 inactive_ratio = 1;
1507
1508         return inactive * inactive_ratio < active;
1509 }
1510
1511 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1512         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1513
1514 /**
1515  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1516  * @memcg: the memory cgroup
1517  *
1518  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1519  * pages.
1520  */
1521 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1522 {
1523         unsigned long long margin;
1524
1525         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1526         if (do_swap_account)
1527                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1528         return margin >> PAGE_SHIFT;
1529 }
1530
1531 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1532 {
1533         /* root ? */
1534         if (mem_cgroup_disabled() || !memcg->css.parent)
1535                 return vm_swappiness;
1536
1537         return memcg->swappiness;
1538 }
1539
1540 /*
1541  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1542  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1543  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1544  * rcu_read_lock(), like this:
1545  *
1546  *         CPU-A                                    CPU-B
1547  *                                              rcu_read_lock()
1548  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1549  *                                                   take heavy locks.
1550  *         synchronize_rcu()                    update something.
1551  *                                              rcu_read_unlock()
1552  *         start move here.
1553  */
1554
1555 /* for quick checking without looking up memcg */
1556 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1557
1558 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1559 {
1560         atomic_inc(&memcg_moving);
1561         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1562         synchronize_rcu();
1563 }
1564
1565 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1566 {
1567         /*
1568          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1569          * We check NULL in callee rather than caller.
1570          */
1571         if (memcg) {
1572                 atomic_dec(&memcg_moving);
1573                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1574         }
1575 }
1576
1577 /*
1578  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1579  *
1580  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1581  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1582  * caused by "move".
1583  */
1584 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1585 {
1586         struct mem_cgroup *from;
1587         struct mem_cgroup *to;
1588         bool ret = false;
1589         /*
1590          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1591          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1592          */
1593         spin_lock(&mc.lock);
1594         from = mc.from;
1595         to = mc.to;
1596         if (!from)
1597                 goto unlock;
1598
1599         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1600                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1601 unlock:
1602         spin_unlock(&mc.lock);
1603         return ret;
1604 }
1605
1606 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1607 {
1608         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1609                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1610                         DEFINE_WAIT(wait);
1611                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1612                         /* moving charge context might have finished. */
1613                         if (mc.moving_task)
1614                                 schedule();
1615                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1616                         return true;
1617                 }
1618         }
1619         return false;
1620 }
1621
1622 /*
1623  * Take this lock when
1624  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1625  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1626  */
1627 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1628                                   unsigned long *flags)
1629 {
1630         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1631 }
1632
1633 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1634                                 unsigned long *flags)
1635 {
1636         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1637 }
1638
1639 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1640 /**
1641  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1642  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1643  * @p: Task that is going to be killed
1644  *
1645  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1646  * enabled
1647  */
1648 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1649 {
1650         /* oom_info_lock ensures that parallel ooms do not interleave */
1651         static DEFINE_MUTEX(oom_info_lock);
1652         struct mem_cgroup *iter;
1653         unsigned int i;
1654
1655         if (!p)
1656                 return;
1657
1658         mutex_lock(&oom_info_lock);
1659         rcu_read_lock();
1660
1661         pr_info("Task in ");
1662         pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1663         pr_info(" killed as a result of limit of ");
1664         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1665         pr_info("\n");
1666
1667         rcu_read_unlock();
1668
1669         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1670                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1671                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1672                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1673         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1674                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1675                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1676                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1677         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1678                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) >> 10,
1679                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_LIMIT) >> 10,
1680                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_FAILCNT));
1681
1682         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1683                 pr_info("Memory cgroup stats for ");
1684                 pr_cont_cgroup_path(iter->css.cgroup);
1685                 pr_cont(":");
1686
1687                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1688                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1689                                 continue;
1690                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1691                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1692                 }
1693
1694                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1695                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1696                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1697
1698                 pr_cont("\n");
1699         }
1700         mutex_unlock(&oom_info_lock);
1701 }
1702
1703 /*
1704  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1705  * 1(self count) if no children.
1706  */
1707 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1708 {
1709         int num = 0;
1710         struct mem_cgroup *iter;
1711
1712         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1713                 num++;
1714         return num;
1715 }
1716
1717 /*
1718  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1719  */
1720 static u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1721 {
1722         u64 limit;
1723
1724         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1725
1726         /*
1727          * Do not consider swap space if we cannot swap due to swappiness
1728          */
1729         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1730                 u64 memsw;
1731
1732                 limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1733                 memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1734
1735                 /*
1736                  * If memsw is finite and limits the amount of swap space
1737                  * available to this memcg, return that limit.
1738                  */
1739                 limit = min(limit, memsw);
1740         }
1741
1742         return limit;
1743 }
1744
1745 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1746                                      int order)
1747 {
1748         struct mem_cgroup *iter;
1749         unsigned long chosen_points = 0;
1750         unsigned long totalpages;
1751         unsigned int points = 0;
1752         struct task_struct *chosen = NULL;
1753
1754         /*
1755          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1756          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1757          * quickly exit and free its memory.
1758          */
1759         if (fatal_signal_pending(current) || current->flags & PF_EXITING) {
1760                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1761                 return;
1762         }
1763
1764         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1765         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) >> PAGE_SHIFT ? : 1;
1766         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1767                 struct css_task_iter it;
1768                 struct task_struct *task;
1769
1770                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
1771                 while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1772                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1773                                                         false)) {
1774                         case OOM_SCAN_SELECT:
1775                                 if (chosen)
1776                                         put_task_struct(chosen);
1777                                 chosen = task;
1778                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1779                                 get_task_struct(chosen);
1780                                 /* fall through */
1781                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1782                                 continue;
1783                         case OOM_SCAN_ABORT:
1784                                 css_task_iter_end(&it);
1785                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1786                                 if (chosen)
1787                                         put_task_struct(chosen);
1788                                 return;
1789                         case OOM_SCAN_OK:
1790                                 break;
1791                         };
1792                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1793                         if (!points || points < chosen_points)
1794                                 continue;
1795                         /* Prefer thread group leaders for display purposes */
1796                         if (points == chosen_points &&
1797                             thread_group_leader(chosen))
1798                                 continue;
1799
1800                         if (chosen)
1801                                 put_task_struct(chosen);
1802                         chosen = task;
1803                         chosen_points = points;
1804                         get_task_struct(chosen);
1805                 }
1806                 css_task_iter_end(&it);
1807         }
1808
1809         if (!chosen)
1810                 return;
1811         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1812         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1813                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1814 }
1815
1816 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1817                                         gfp_t gfp_mask,
1818                                         unsigned long flags)
1819 {
1820         unsigned long total = 0;
1821         bool noswap = false;
1822         int loop;
1823
1824         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1825                 noswap = true;
1826         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1827                 noswap = true;
1828
1829         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1830                 if (loop)
1831                         drain_all_stock_async(memcg);
1832                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1833                 /*
1834                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1835                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1836                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1837                  */
1838                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1839                         break;
1840                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1841                         break;
1842                 /*
1843                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1844                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1845                  */
1846                 if (loop && !total)
1847                         break;
1848         }
1849         return total;
1850 }
1851
1852 /**
1853  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1854  * @memcg: the target memcg
1855  * @nid: the node ID to be checked.
1856  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1857  *
1858  * This function returns whether the specified memcg contains any
1859  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1860  * pages in the node.
1861  */
1862 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1863                 int nid, bool noswap)
1864 {
1865         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1866                 return true;
1867         if (noswap || !total_swap_pages)
1868                 return false;
1869         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1870                 return true;
1871         return false;
1872
1873 }
1874 #if MAX_NUMNODES > 1
1875
1876 /*
1877  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1878  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1879  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1880  *
1881  */
1882 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1883 {
1884         int nid;
1885         /*
1886          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1887          * pagein/pageout changes since the last update.
1888          */
1889         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1890                 return;
1891         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1892                 return;
1893
1894         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1895         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1896
1897         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1898
1899                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1900                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1901         }
1902
1903         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1904         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1905 }
1906
1907 /*
1908  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1909  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1910  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1911  *
1912  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1913  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1914  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1915  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1916  *
1917  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1918  */
1919 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1920 {
1921         int node;
1922
1923         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1924         node = memcg->last_scanned_node;
1925
1926         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1927         if (node == MAX_NUMNODES)
1928                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1929         /*
1930          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1931          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1932          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1933          * we use curret node.
1934          */
1935         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1936                 node = numa_node_id();
1937
1938         memcg->last_scanned_node = node;
1939         return node;
1940 }
1941
1942 /*
1943  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1944  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1945  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1946  * enough new information. We need to do double check.
1947  */
1948 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1949 {
1950         int nid;
1951
1952         /*
1953          * quick check...making use of scan_node.
1954          * We can skip unused nodes.
1955          */
1956         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1957                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1958                      nid < MAX_NUMNODES;
1959                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1960
1961                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1962                                 return true;
1963                 }
1964         }
1965         /*
1966          * Check rest of nodes.
1967          */
1968         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
1969                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1970                         continue;
1971                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1972                         return true;
1973         }
1974         return false;
1975 }
1976
1977 #else
1978 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1979 {
1980         return 0;
1981 }
1982
1983 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1984 {
1985         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
1986 }
1987 #endif
1988
1989 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1990                                    struct zone *zone,
1991                                    gfp_t gfp_mask,
1992                                    unsigned long *total_scanned)
1993 {
1994         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1995         int total = 0;
1996         int loop = 0;
1997         unsigned long excess;
1998         unsigned long nr_scanned;
1999         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
2000                 .zone = zone,
2001                 .priority = 0,
2002         };
2003
2004         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
2005
2006         while (1) {
2007                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
2008                 if (!victim) {
2009                         loop++;
2010                         if (loop >= 2) {
2011                                 /*
2012                                  * If we have not been able to reclaim
2013                                  * anything, it might because there are
2014                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
2015                                  */
2016                                 if (!total)
2017                                         break;
2018                                 /*
2019                                  * We want to do more targeted reclaim.
2020                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
2021                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
2022                                  * coming back to reclaim from this cgroup
2023                                  */
2024                                 if (total >= (excess >> 2) ||
2025                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
2026                                         break;
2027                         }
2028                         continue;
2029                 }
2030                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
2031                         continue;
2032                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
2033                                                      zone, &nr_scanned);
2034                 *total_scanned += nr_scanned;
2035                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
2036                         break;
2037         }
2038         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
2039         return total;
2040 }
2041
2042 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
2043 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
2044         .name = "memcg_oom_lock",
2045 };
2046 #endif
2047
2048 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
2049
2050 /*
2051  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
2052  * If someone is running, return false.
2053  */
2054 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
2055 {
2056         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
2057
2058         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2059
2060         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2061                 if (iter->oom_lock) {
2062                         /*
2063                          * this subtree of our hierarchy is already locked
2064                          * so we cannot give a lock.
2065                          */
2066                         failed = iter;
2067                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2068                         break;
2069                 } else
2070                         iter->oom_lock = true;
2071         }
2072
2073         if (failed) {
2074                 /*
2075                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
2076                  * to clean up what we set up to the failing subtree
2077                  */
2078                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2079                         if (iter == failed) {
2080                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2081                                 break;
2082                         }
2083                         iter->oom_lock = false;
2084                 }
2085         } else
2086                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
2087
2088         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2089
2090         return !failed;
2091 }
2092
2093 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
2094 {
2095         struct mem_cgroup *iter;
2096
2097         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2098         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
2099         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2100                 iter->oom_lock = false;
2101         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2102 }
2103
2104 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2105 {
2106         struct mem_cgroup *iter;
2107
2108         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2109                 atomic_inc(&iter->under_oom);
2110 }
2111
2112 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2113 {
2114         struct mem_cgroup *iter;
2115
2116         /*
2117          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
2118          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
2119          * atomic_add_unless() here.
2120          */
2121         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2122                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
2123 }
2124
2125 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
2126
2127 struct oom_wait_info {
2128         struct mem_cgroup *memcg;
2129         wait_queue_t    wait;
2130 };
2131
2132 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
2133         unsigned mode, int sync, void *arg)
2134 {
2135         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
2136         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
2137         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
2138
2139         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
2140         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
2141
2142         /*
2143          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
2144          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
2145          */
2146         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
2147                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
2148                 return 0;
2149         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
2150 }
2151
2152 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2153 {
2154         atomic_inc(&memcg->oom_wakeups);
2155         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
2156         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
2157 }
2158
2159 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
2160 {
2161         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
2162                 memcg_wakeup_oom(memcg);
2163 }
2164
2165 static void mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
2166 {
2167         if (!current->memcg_oom.may_oom)
2168                 return;
2169         /*
2170          * We are in the middle of the charge context here, so we
2171          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
2172          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
2173          *
2174          * Also, the caller may handle a failed allocation gracefully
2175          * (like optional page cache readahead) and so an OOM killer
2176          * invocation might not even be necessary.
2177          *
2178          * That's why we don't do anything here except remember the
2179          * OOM context and then deal with it at the end of the page
2180          * fault when the stack is unwound, the locks are released,
2181          * and when we know whether the fault was overall successful.
2182          */
2183         css_get(&memcg->css);
2184         current->memcg_oom.memcg = memcg;
2185         current->memcg_oom.gfp_mask = mask;
2186         current->memcg_oom.order = order;
2187 }
2188
2189 /**
2190  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
2191  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
2192  *
2193  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
2194  * handler was enabled.
2195  *
2196  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
2197  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
2198  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
2199  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
2200  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
2201  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
2202  *
2203  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
2204  * completed, %false otherwise.
2205  */
2206 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
2207 {
2208         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_oom.memcg;
2209         struct oom_wait_info owait;
2210         bool locked;
2211
2212         /* OOM is global, do not handle */
2213         if (!memcg)
2214                 return false;
2215
2216         if (!handle)
2217                 goto cleanup;
2218
2219         owait.memcg = memcg;
2220         owait.wait.flags = 0;
2221         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2222         owait.wait.private = current;
2223         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
2224
2225         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2226         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2227
2228         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
2229
2230         if (locked)
2231                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2232
2233         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
2234                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2235                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2236                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom.gfp_mask,
2237                                          current->memcg_oom.order);
2238         } else {
2239                 schedule();
2240                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2241                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2242         }
2243
2244         if (locked) {
2245                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2246                 /*
2247                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
2248                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
2249                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
2250                  */
2251                 memcg_oom_recover(memcg);
2252         }
2253 cleanup:
2254         current->memcg_oom.memcg = NULL;
2255         css_put(&memcg->css);
2256         return true;
2257 }
2258
2259 /*
2260  * Used to update mapped file or writeback or other statistics.
2261  *
2262  * Notes: Race condition
2263  *
2264  * We usually use lock_page_cgroup() for accessing page_cgroup member but
2265  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
2266  * to do so _always_.
2267  *
2268  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
2269  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
2270  * are no race with "charge".
2271  *
2272  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
2273  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
2274  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
2275  * by flags.
2276  *
2277  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
2278  * small, we check memcg->moving_account and detect there are possibility
2279  * of race or not. If there is, we take a lock.
2280  */
2281
2282 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
2283                                 bool *locked, unsigned long *flags)
2284 {
2285         struct mem_cgroup *memcg;
2286         struct page_cgroup *pc;
2287
2288         pc = lookup_page_cgroup(page);
2289 again:
2290         memcg = pc->mem_cgroup;
2291         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2292                 return;
2293         /*
2294          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
2295          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
2296          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
2297          * rcu_read_unlock().
2298          */
2299         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
2300         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2301                 return;
2302
2303         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2304         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2305                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2306                 goto again;
2307         }
2308         *locked = true;
2309 }
2310
2311 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
2312 {
2313         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2314
2315         /*
2316          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
2317          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
2318          * should take move_lock_mem_cgroup().
2319          */
2320         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
2321 }
2322
2323 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
2324                                  enum mem_cgroup_stat_index idx, int val)
2325 {
2326         struct mem_cgroup *memcg;
2327         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2328         unsigned long uninitialized_var(flags);
2329
2330         if (mem_cgroup_disabled())
2331                 return;
2332
2333         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
2334         memcg = pc->mem_cgroup;
2335         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2336                 return;
2337
2338         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2339 }
2340
2341 /*
2342  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2343  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2344  */
2345 #define CHARGE_BATCH    32U
2346 struct memcg_stock_pcp {
2347         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2348         unsigned int nr_pages;
2349         struct work_struct work;
2350         unsigned long flags;
2351 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2352 };
2353 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2354 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2355
2356 /**
2357  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2358  * @memcg: memcg to consume from.
2359  * @nr_pages: how many pages to charge.
2360  *
2361  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2362  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2363  * service an allocation will refill the stock.
2364  *
2365  * returns true if successful, false otherwise.
2366  */
2367 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2368 {
2369         struct memcg_stock_pcp *stock;
2370         bool ret = true;
2371
2372         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2373                 return false;
2374
2375         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2376         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages)
2377                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2378         else /* need to call res_counter_charge */
2379                 ret = false;
2380         put_cpu_var(memcg_stock);
2381         return ret;
2382 }
2383
2384 /*
2385  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2386  */
2387 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2388 {
2389         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2390
2391         if (stock->nr_pages) {
2392                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2393
2394                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2395                 if (do_swap_account)
2396                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2397                 stock->nr_pages = 0;
2398         }
2399         stock->cached = NULL;
2400 }
2401
2402 /*
2403  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2404  * a thread which is pinned to local cpu.
2405  */
2406 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2407 {
2408         struct memcg_stock_pcp *stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2409         drain_stock(stock);
2410         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2411 }
2412
2413 static void __init memcg_stock_init(void)
2414 {
2415         int cpu;
2416
2417         for_each_possible_cpu(cpu) {
2418                 struct memcg_stock_pcp *stock =
2419                                         &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2420                 INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
2421         }
2422 }
2423
2424 /*
2425  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2426  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2427  */
2428 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2429 {
2430         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2431
2432         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2433                 drain_stock(stock);
2434                 stock->cached = memcg;
2435         }
2436         stock->nr_pages += nr_pages;
2437         put_cpu_var(memcg_stock);
2438 }
2439
2440 /*
2441  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2442  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2443  * until the work is done.
2444  */
2445 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2446 {
2447         int cpu, curcpu;
2448
2449         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2450         get_online_cpus();
2451         curcpu = get_cpu();
2452         for_each_online_cpu(cpu) {
2453                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2454                 struct mem_cgroup *memcg;
2455
2456                 memcg = stock->cached;
2457                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2458                         continue;
2459                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2460                         continue;
2461                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2462                         if (cpu == curcpu)
2463                                 drain_local_stock(&stock->work);
2464                         else
2465                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2466                 }
2467         }
2468         put_cpu();
2469
2470         if (!sync)
2471                 goto out;
2472
2473         for_each_online_cpu(cpu) {
2474                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2475                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2476                         flush_work(&stock->work);
2477         }
2478 out:
2479         put_online_cpus();
2480 }
2481
2482 /*
2483  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2484  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2485  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2486  * it.
2487  */
2488 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2489 {
2490         /*
2491          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2492          */
2493         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2494                 return;
2495         drain_all_stock(root_memcg, false);
2496         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2497 }
2498
2499 /* This is a synchronous drain interface. */
2500 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2501 {
2502         /* called when force_empty is called */
2503         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2504         drain_all_stock(root_memcg, true);
2505         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2506 }
2507
2508 /*
2509  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2510  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2511  */
2512 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2513 {
2514         int i;
2515
2516         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2517         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2518                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2519
2520                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2521                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2522         }
2523         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2524                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2525
2526                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2527                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2528         }
2529         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2530 }
2531
2532 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2533                                         unsigned long action,
2534                                         void *hcpu)
2535 {
2536         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2537         struct memcg_stock_pcp *stock;
2538         struct mem_cgroup *iter;
2539
2540         if (action == CPU_ONLINE)
2541                 return NOTIFY_OK;
2542
2543         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2544                 return NOTIFY_OK;
2545
2546         for_each_mem_cgroup(iter)
2547                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2548
2549         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2550         drain_stock(stock);
2551         return NOTIFY_OK;
2552 }
2553
2554 /**
2555  * mem_cgroup_try_charge - try charging a memcg
2556  * @memcg: memcg to charge
2557  * @nr_pages: number of pages to charge
2558  * @oom: trigger OOM if reclaim fails
2559  *
2560  * Returns 0 if @memcg was charged successfully, -EINTR if the charge
2561  * was bypassed to root_mem_cgroup, and -ENOMEM if the charge failed.
2562  */
2563 static int mem_cgroup_try_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2564                                  gfp_t gfp_mask,
2565                                  unsigned int nr_pages,
2566                                  bool oom)
2567 {
2568         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2569         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2570         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2571         struct res_counter *fail_res;
2572         unsigned long nr_reclaimed;
2573         unsigned long flags = 0;
2574         unsigned long long size;
2575
2576         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2577                 goto done;
2578 retry:
2579         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2580                 goto done;
2581
2582         size = batch * PAGE_SIZE;
2583         if (!res_counter_charge(&memcg->res, size, &fail_res)) {
2584                 if (!do_swap_account)
2585                         goto done_restock;
2586                 if (!res_counter_charge(&memcg->memsw, size, &fail_res))
2587                         goto done_restock;
2588                 res_counter_uncharge(&memcg->res, size);
2589                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2590                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2591         } else
2592                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2593
2594         if (batch > nr_pages) {
2595                 batch = nr_pages;
2596                 goto retry;
2597         }
2598
2599         /*
2600          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2601          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2602          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2603          * free their memory.
2604          */
2605         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
2606                      fatal_signal_pending(current) ||
2607                      current->flags & PF_EXITING))
2608                 goto bypass;
2609
2610         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2611                 goto nomem;
2612
2613         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2614                 goto nomem;
2615
2616         nr_reclaimed = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2617
2618         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= batch)
2619                 goto retry;
2620
2621         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2622                 goto nomem;
2623         /*
2624          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2625          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2626          * before killing the task.
2627          *
2628          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2629          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2630          * to regular pages anyway in case of failure.
2631          */
2632         if (nr_reclaimed && batch <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2633                 goto retry;
2634         /*
2635          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2636          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2637          */
2638         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2639                 goto retry;
2640
2641         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2642                 goto bypass;
2643
2644         if (fatal_signal_pending(current))
2645                 goto bypass;
2646
2647         if (!oom)
2648                 goto nomem;
2649
2650         if (nr_oom_retries--)
2651                 goto retry;
2652
2653         mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(batch));
2654 nomem:
2655         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2656                 return -ENOMEM;
2657 bypass:
2658         return -EINTR;
2659
2660 done_restock:
2661         if (batch > nr_pages)
2662                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2663 done:
2664         return 0;
2665 }
2666
2667 /**
2668  * mem_cgroup_try_charge_mm - try charging a mm
2669  * @mm: mm_struct to charge
2670  * @nr_pages: number of pages to charge
2671  * @oom: trigger OOM if reclaim fails
2672  *
2673  * Returns the charged mem_cgroup associated with the given mm_struct or
2674  * NULL the charge failed.
2675  */
2676 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_try_charge_mm(struct mm_struct *mm,
2677                                  gfp_t gfp_mask,
2678                                  unsigned int nr_pages,
2679                                  bool oom)
2680
2681 {
2682         struct mem_cgroup *memcg;
2683         int ret;
2684
2685         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
2686         ret = mem_cgroup_try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages, oom);
2687         css_put(&memcg->css);
2688         if (ret == -EINTR)
2689                 memcg = root_mem_cgroup;
2690         else if (ret)
2691                 memcg = NULL;
2692
2693         return memcg;
2694 }
2695
2696 /*
2697  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2698  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2699  * gotten by try_charge().
2700  */
2701 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2702                                        unsigned int nr_pages)
2703 {
2704         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2705                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2706
2707                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2708                 if (do_swap_account)
2709                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2710         }
2711 }
2712
2713 /*
2714  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2715  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2716  */
2717 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2718                                         unsigned int nr_pages)
2719 {
2720         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2721
2722         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2723                 return;
2724
2725         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2726         if (do_swap_account)
2727                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2728                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2729 }
2730
2731 /*
2732  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2733  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling
2734  * css_tryget_online() if the mem_cgroup is used for charging. (dropping
2735  * refcnt from swap can be called against removed memcg.)
2736  */
2737 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2738 {
2739         /* ID 0 is unused ID */
2740         if (!id)
2741                 return NULL;
2742         return mem_cgroup_from_id(id);
2743 }
2744
2745 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2746 {
2747         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2748         struct page_cgroup *pc;
2749         unsigned short id;
2750         swp_entry_t ent;
2751
2752         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
2753
2754         pc = lookup_page_cgroup(page);
2755         lock_page_cgroup(pc);
2756         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2757                 memcg = pc->mem_cgroup;
2758                 if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
2759                         memcg = NULL;
2760         } else if (PageSwapCache(page)) {
2761                 ent.val = page_private(page);
2762                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2763                 rcu_read_lock();
2764                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2765                 if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
2766                         memcg = NULL;
2767                 rcu_read_unlock();
2768         }
2769         unlock_page_cgroup(pc);
2770         return memcg;
2771 }
2772
2773 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2774                                        struct page *page,
2775                                        unsigned int nr_pages,
2776                                        enum charge_type ctype,
2777                                        bool lrucare)
2778 {
2779         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2780         struct zone *uninitialized_var(zone);
2781         struct lruvec *lruvec;
2782         bool was_on_lru = false;
2783         bool anon;
2784
2785         lock_page_cgroup(pc);
2786         VM_BUG_ON_PAGE(PageCgroupUsed(pc), page);
2787         /*
2788          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2789          * accessed by any other context at this point.
2790          */
2791
2792         /*
2793          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2794          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2795          */
2796         if (lrucare) {
2797                 zone = page_zone(page);
2798                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2799                 if (PageLRU(page)) {
2800                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2801                         ClearPageLRU(page);
2802                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2803                         was_on_lru = true;
2804                 }
2805         }
2806
2807         pc->mem_cgroup = memcg;
2808         /*
2809          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2810          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2811          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2812          * before USED bit, we need memory barrier here.
2813          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2814          */
2815         smp_wmb();
2816         SetPageCgroupUsed(pc);
2817
2818         if (lrucare) {
2819                 if (was_on_lru) {
2820                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2821                         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2822                         SetPageLRU(page);
2823                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2824                 }
2825                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2826         }
2827
2828         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON)
2829                 anon = true;
2830         else
2831                 anon = false;
2832
2833         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, nr_pages);
2834         unlock_page_cgroup(pc);
2835
2836         /*
2837          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2838          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2839          * if they exceeds softlimit.
2840          */
2841         memcg_check_events(memcg, page);
2842 }
2843
2844 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
2845
2846 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2847 /*
2848  * The memcg_slab_mutex is held whenever a per memcg kmem cache is created or
2849  * destroyed. It protects memcg_caches arrays and memcg_slab_caches lists.
2850  */
2851 static DEFINE_MUTEX(memcg_slab_mutex);
2852
2853 static DEFINE_MUTEX(activate_kmem_mutex);
2854
2855 static inline bool memcg_can_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2856 {
2857         return !mem_cgroup_disabled() && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
2858                 memcg_kmem_is_active(memcg);
2859 }
2860
2861 /*
2862  * This is a bit cumbersome, but it is rarely used and avoids a backpointer
2863  * in the memcg_cache_params struct.
2864  */
2865 static struct kmem_cache *memcg_params_to_cache(struct memcg_cache_params *p)
2866 {
2867         struct kmem_cache *cachep;
2868
2869         VM_BUG_ON(p->is_root_cache);
2870         cachep = p->root_cache;
2871         return cache_from_memcg_idx(cachep, memcg_cache_id(p->memcg));
2872 }
2873
2874 #ifdef CONFIG_SLABINFO
2875 static int mem_cgroup_slabinfo_read(struct seq_file *m, void *v)
2876 {
2877         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
2878         struct memcg_cache_params *params;
2879
2880         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
2881                 return -EIO;
2882
2883         print_slabinfo_header(m);
2884
2885         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
2886         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list)
2887                 cache_show(memcg_params_to_cache(params), m);
2888         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
2889
2890         return 0;
2891 }
2892 #endif
2893
2894 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp, u64 size)
2895 {
2896         struct res_counter *fail_res;
2897         int ret = 0;
2898
2899         ret = res_counter_charge(&memcg->kmem, size, &fail_res);
2900         if (ret)
2901                 return ret;
2902
2903         ret = mem_cgroup_try_charge(memcg, gfp, size >> PAGE_SHIFT,
2904                                     oom_gfp_allowed(gfp));
2905         if (ret == -EINTR)  {
2906                 /*
2907                  * mem_cgroup_try_charge() chosed to bypass to root due to
2908                  * OOM kill or fatal signal.  Since our only options are to
2909                  * either fail the allocation or charge it to this cgroup, do
2910                  * it as a temporary condition. But we can't fail. From a
2911                  * kmem/slab perspective, the cache has already been selected,
2912                  * by mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
2913                  * our minds.
2914                  *
2915                  * This condition will only trigger if the task entered
2916                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed during
2917                  * mem_cgroup_try_charge() above. Tasks that were already
2918                  * dying when the allocation triggers should have been already
2919                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
2920                  */
2921                 res_counter_charge_nofail(&memcg->res, size, &fail_res);
2922                 if (do_swap_account)
2923                         res_counter_charge_nofail(&memcg->memsw, size,
2924                                                   &fail_res);
2925                 ret = 0;
2926         } else if (ret)
2927                 res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size);
2928
2929         return ret;
2930 }
2931
2932 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, u64 size)
2933 {
2934         res_counter_uncharge(&memcg->res, size);
2935         if (do_swap_account)
2936                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, size);
2937
2938         /* Not down to 0 */
2939         if (res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size))
2940                 return;
2941
2942         /*
2943          * Releases a reference taken in kmem_cgroup_css_offline in case
2944          * this last uncharge is racing with the offlining code or it is
2945          * outliving the memcg existence.
2946          *
2947          * The memory barrier imposed by test&clear is paired with the
2948          * explicit one in memcg_kmem_mark_dead().
2949          */
2950         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
2951                 css_put(&memcg->css);
2952 }
2953
2954 /*
2955  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
2956  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
2957  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
2958  */
2959 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
2960 {
2961         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
2962 }
2963
2964 static size_t memcg_caches_array_size(int num_groups)
2965 {
2966         ssize_t size;
2967         if (num_groups <= 0)
2968                 return 0;
2969
2970         size = 2 * num_groups;
2971         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2972                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2973         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2974                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2975
2976         return size;
2977 }
2978
2979 /*
2980  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
2981  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
2982  * calling this.
2983  */
2984 void memcg_update_array_size(int num)
2985 {
2986         if (num > memcg_limited_groups_array_size)
2987                 memcg_limited_groups_array_size = memcg_caches_array_size(num);
2988 }
2989
2990 int memcg_update_cache_size(struct kmem_cache *s, int num_groups)
2991 {
2992         struct memcg_cache_params *cur_params = s->memcg_params;
2993
2994         VM_BUG_ON(!is_root_cache(s));
2995
2996         if (num_groups > memcg_limited_groups_array_size) {
2997                 int i;
2998                 struct memcg_cache_params *new_params;
2999                 ssize_t size = memcg_caches_array_size(num_groups);
3000
3001                 size *= sizeof(void *);
3002                 size += offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
3003
3004                 new_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3005                 if (!new_params)
3006                         return -ENOMEM;
3007
3008                 new_params->is_root_cache = true;
3009
3010                 /*
3011                  * There is the chance it will be bigger than
3012                  * memcg_limited_groups_array_size, if we failed an allocation
3013                  * in a cache, in which case all caches updated before it, will
3014                  * have a bigger array.
3015                  *
3016                  * But if that is the case, the data after
3017                  * memcg_limited_groups_array_size is certainly unused
3018                  */
3019                 for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3020                         if (!cur_params->memcg_caches[i])
3021                                 continue;
3022                         new_params->memcg_caches[i] =
3023                                                 cur_params->memcg_caches[i];
3024                 }
3025
3026                 /*
3027                  * Ideally, we would wait until all caches succeed, and only
3028                  * then free the old one. But this is not worth the extra
3029                  * pointer per-cache we'd have to have for this.
3030                  *
3031                  * It is not a big deal if some caches are left with a size
3032                  * bigger than the others. And all updates will reset this
3033                  * anyway.
3034                  */
3035                 rcu_assign_pointer(s->memcg_params, new_params);
3036                 if (cur_params)
3037                         kfree_rcu(cur_params, rcu_head);
3038         }
3039         return 0;
3040 }
3041
3042 int memcg_alloc_cache_params(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s,
3043                              struct kmem_cache *root_cache)
3044 {
3045         size_t size;
3046
3047         if (!memcg_kmem_enabled())
3048                 return 0;
3049
3050         if (!memcg) {
3051                 size = offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
3052                 size += memcg_limited_groups_array_size * sizeof(void *);
3053         } else
3054                 size = sizeof(struct memcg_cache_params);
3055
3056         s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3057         if (!s->memcg_params)
3058                 return -ENOMEM;
3059
3060         if (memcg) {
3061                 s->memcg_params->memcg = memcg;
3062                 s->memcg_params->root_cache = root_cache;
3063                 css_get(&memcg->css);
3064         } else
3065                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3066
3067         return 0;
3068 }
3069
3070 void memcg_free_cache_params(struct kmem_cache *s)
3071 {
3072         if (!s->memcg_params)
3073                 return;
3074         if (!s->memcg_params->is_root_cache)
3075                 css_put(&s->memcg_params->memcg->css);
3076         kfree(s->memcg_params);
3077 }
3078
3079 static void memcg_register_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3080                                  struct kmem_cache *root_cache)
3081 {
3082         static char memcg_name_buf[NAME_MAX + 1]; /* protected by
3083                                                      memcg_slab_mutex */
3084         struct kmem_cache *cachep;
3085         int id;
3086
3087         lockdep_assert_held(&memcg_slab_mutex);
3088
3089         id = memcg_cache_id(memcg);
3090
3091         /*
3092          * Since per-memcg caches are created asynchronously on first
3093          * allocation (see memcg_kmem_get_cache()), several threads can try to
3094          * create the same cache, but only one of them may succeed.
3095          */
3096         if (cache_from_memcg_idx(root_cache, id))
3097                 return;
3098
3099         cgroup_name(memcg->css.cgroup, memcg_name_buf, NAME_MAX + 1);
3100         cachep = memcg_create_kmem_cache(memcg, root_cache, memcg_name_buf);
3101         /*
3102          * If we could not create a memcg cache, do not complain, because
3103          * that's not critical at all as we can always proceed with the root
3104          * cache.
3105          */
3106         if (!cachep)
3107                 return;
3108
3109         list_add(&cachep->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
3110
3111         /*
3112          * Since readers won't lock (see cache_from_memcg_idx()), we need a
3113          * barrier here to ensure nobody will see the kmem_cache partially
3114          * initialized.
3115          */
3116         smp_wmb();
3117
3118         BUG_ON(root_cache->memcg_params->memcg_caches[id]);
3119         root_cache->memcg_params->memcg_caches[id] = cachep;
3120 }
3121
3122 static void memcg_unregister_cache(struct kmem_cache *cachep)
3123 {
3124         struct kmem_cache *root_cache;
3125         struct mem_cgroup *memcg;
3126         int id;
3127
3128         lockdep_assert_held(&memcg_slab_mutex);
3129
3130         BUG_ON(is_root_cache(cachep));
3131
3132         root_cache = cachep->memcg_params->root_cache;
3133         memcg = cachep->memcg_params->memcg;
3134         id = memcg_cache_id(memcg);
3135
3136         BUG_ON(root_cache->memcg_params->memcg_caches[id] != cachep);
3137         root_cache->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
3138
3139         list_del(&cachep->memcg_params->list);
3140
3141         kmem_cache_destroy(cachep);
3142 }
3143
3144 /*
3145  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
3146  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
3147  * enqueing new caches to be created.
3148  *
3149  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
3150  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
3151  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
3152  * objects during debug.
3153  *
3154  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
3155  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
3156  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
3157  * cache again, failing at the same point.
3158  *
3159  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
3160  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
3161  * inside the following two functions.
3162  */
3163 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
3164 {
3165         VM_BUG_ON(!current->mm);
3166         current->memcg_kmem_skip_account++;
3167 }
3168
3169 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
3170 {
3171         VM_BUG_ON(!current->mm);
3172         current->memcg_kmem_skip_account--;
3173 }
3174
3175 int __memcg_cleanup_cache_params(struct kmem_cache *s)
3176 {
3177         struct kmem_cache *c;
3178         int i, failed = 0;
3179
3180         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
3181         for_each_memcg_cache_index(i) {
3182                 c = cache_from_memcg_idx(s, i);
3183                 if (!c)
3184                         continue;
3185
3186                 memcg_unregister_cache(c);
3187
3188                 if (cache_from_memcg_idx(s, i))
3189                         failed++;
3190         }
3191         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
3192         return failed;
3193 }
3194
3195 static void memcg_unregister_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3196 {
3197         struct kmem_cache *cachep;
3198         struct memcg_cache_params *params, *tmp;
3199
3200         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3201                 return;
3202
3203         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
3204         list_for_each_entry_safe(params, tmp, &memcg->memcg_slab_caches, list) {
3205                 cachep = memcg_params_to_cache(params);
3206                 kmem_cache_shrink(cachep);
3207                 if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) == 0)
3208                         memcg_unregister_cache(cachep);
3209         }
3210         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
3211 }
3212
3213 struct memcg_register_cache_work {
3214         struct mem_cgroup *memcg;
3215         struct kmem_cache *cachep;
3216         struct work_struct work;
3217 };
3218
3219 static void memcg_register_cache_func(struct work_struct *w)
3220 {
3221         struct memcg_register_cache_work *cw =
3222                 container_of(w, struct memcg_register_cache_work, work);
3223         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
3224         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
3225
3226         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
3227         memcg_register_cache(memcg, cachep);
3228         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
3229
3230         css_put(&memcg->css);
3231         kfree(cw);
3232 }
3233
3234 /*
3235  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
3236  */
3237 static void __memcg_schedule_register_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3238                                             struct kmem_cache *cachep)
3239 {
3240         struct memcg_register_cache_work *cw;
3241
3242         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT);
3243         if (cw == NULL) {
3244                 css_put(&memcg->css);
3245                 return;
3246         }
3247
3248         cw->memcg = memcg;
3249         cw->cachep = cachep;
3250
3251         INIT_WORK(&cw->work, memcg_register_cache_func);
3252         schedule_work(&cw->work);
3253 }
3254
3255 static void memcg_schedule_register_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3256                                           struct kmem_cache *cachep)
3257 {
3258         /*
3259          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
3260          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
3261          * in __memcg_schedule_register_cache will recurse.
3262          *
3263          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
3264          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
3265          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
3266          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
3267          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
3268          */
3269         memcg_stop_kmem_account();
3270         __memcg_schedule_register_cache(memcg, cachep);
3271         memcg_resume_kmem_account();
3272 }
3273
3274 int __memcg_charge_slab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp, int order)
3275 {
3276         int res;
3277
3278         res = memcg_charge_kmem(cachep->memcg_params->memcg, gfp,
3279                                 PAGE_SIZE << order);
3280         if (!res)
3281                 atomic_add(1 << order, &cachep->memcg_params->nr_pages);
3282         return res;
3283 }
3284
3285 void __memcg_uncharge_slab(struct kmem_cache *cachep, int order)
3286 {
3287         memcg_uncharge_kmem(cachep->memcg_params->memcg, PAGE_SIZE << order);
3288         atomic_sub(1 << order, &cachep->memcg_params->nr_pages);
3289 }
3290
3291 /*
3292  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
3293  * We try to use the current memcg's version of the cache.
3294  *
3295  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
3296  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
3297  * in a workqueue.
3298  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
3299  * the original cache.
3300  *
3301  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
3302  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
3303  */
3304 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
3305                                           gfp_t gfp)
3306 {
3307         struct mem_cgroup *memcg;
3308         struct kmem_cache *memcg_cachep;
3309
3310         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
3311         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
3312
3313         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3314                 return cachep;
3315
3316         rcu_read_lock();
3317         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
3318
3319         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
3320                 goto out;
3321
3322         memcg_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, memcg_cache_id(memcg));
3323         if (likely(memcg_cachep)) {
3324                 cachep = memcg_cachep;
3325                 goto out;
3326         }
3327
3328         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
3329         if (!css_tryget_online(&memcg->css))
3330                 goto out;
3331         rcu_read_unlock();
3332
3333         /*
3334          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
3335          * context), we could be be predictable and return right away.
3336          * This would guarantee that the allocation being performed
3337          * already belongs in the new cache.
3338          *
3339          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
3340          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
3341          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
3342          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
3343          * defer everything.
3344          */
3345         memcg_schedule_register_cache(memcg, cachep);
3346         return cachep;
3347 out:
3348         rcu_read_unlock();
3349         return cachep;
3350 }
3351
3352 /*
3353  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
3354  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
3355  * need a further commit step to do the final arrangements.
3356  *
3357  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
3358  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
3359  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
3360  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
3361  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
3362  * the compiled-out case as well.
3363  *
3364  * Returning true means the allocation is possible.
3365  */
3366 bool
3367 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
3368 {
3369         struct mem_cgroup *memcg;
3370         int ret;
3371
3372         *_memcg = NULL;
3373
3374         /*
3375          * Disabling accounting is only relevant for some specific memcg
3376          * internal allocations. Therefore we would initially not have such
3377          * check here, since direct calls to the page allocator that are
3378          * accounted to kmemcg (alloc_kmem_pages and friends) only happen
3379          * outside memcg core. We are mostly concerned with cache allocations,
3380          * and by having this test at memcg_kmem_get_cache, we are already able
3381          * to relay the allocation to the root cache and bypass the memcg cache
3382          * altogether.
3383          *
3384          * There is one exception, though: the SLUB allocator does not create
3385          * large order caches, but rather service large kmallocs directly from
3386          * the page allocator. Therefore, the following sequence when backed by
3387          * the SLUB allocator:
3388          *
3389          *      memcg_stop_kmem_account();
3390          *      kmalloc(<large_number>)
3391          *      memcg_resume_kmem_account();
3392          *
3393          * would effectively ignore the fact that we should skip accounting,
3394          * since it will drive us directly to this function without passing
3395          * through the cache selector memcg_kmem_get_cache. Such large
3396          * allocations are extremely rare but can happen, for instance, for the
3397          * cache arrays. We bring this test here.
3398          */
3399         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3400                 return true;
3401
3402         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
3403
3404         if (!memcg_can_account_kmem(memcg)) {
3405                 css_put(&memcg->css);
3406                 return true;
3407         }
3408
3409         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, PAGE_SIZE << order);
3410         if (!ret)
3411                 *_memcg = memcg;
3412
3413         css_put(&memcg->css);
3414         return (ret == 0);
3415 }
3416
3417 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3418                               int order)
3419 {
3420         struct page_cgroup *pc;
3421
3422         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3423
3424         /* The page allocation failed. Revert */
3425         if (!page) {
3426                 memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3427                 return;
3428         }
3429
3430         pc = lookup_page_cgroup(page);
3431         lock_page_cgroup(pc);
3432         pc->mem_cgroup = memcg;
3433         SetPageCgroupUsed(pc);
3434         unlock_page_cgroup(pc);
3435 }
3436
3437 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
3438 {
3439         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3440         struct page_cgroup *pc;
3441
3442
3443         pc = lookup_page_cgroup(page);
3444         /*
3445          * Fast unlocked return. Theoretically might have changed, have to
3446          * check again after locking.
3447          */
3448         if (!PageCgroupUsed(pc))
3449                 return;
3450
3451         lock_page_cgroup(pc);
3452         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3453                 memcg = pc->mem_cgroup;
3454                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3455         }
3456         unlock_page_cgroup(pc);
3457
3458         /*
3459          * We trust that only if there is a memcg associated with the page, it
3460          * is a valid allocation
3461          */
3462         if (!memcg)
3463                 return;
3464
3465         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
3466         memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3467 }
3468 #else
3469 static inline void memcg_unregister_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3470 {
3471 }
3472 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3473
3474 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3475
3476 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
3477 /*
3478  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3479  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
3480  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
3481  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
3482  */
3483 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3484 {
3485         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
3486         struct page_cgroup *pc;
3487         struct mem_cgroup *memcg;
3488         int i;
3489
3490         if (mem_cgroup_disabled())
3491                 return;
3492
3493         memcg = head_pc->mem_cgroup;
3494         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3495                 pc = head_pc + i;
3496                 pc->mem_cgroup = memcg;
3497                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
3498                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
3499         }
3500         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
3501                        HPAGE_PMD_NR);
3502 }
3503 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3504
3505 /**
3506  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3507  * @page: the page
3508  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3509  * @pc: page_cgroup of the page.
3510  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3511  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3512  *
3513  * The caller must confirm following.
3514  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3515  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3516  *
3517  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3518  * from old cgroup.
3519  */
3520 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3521                                    unsigned int nr_pages,
3522                                    struct page_cgroup *pc,
3523                                    struct mem_cgroup *from,
3524                                    struct mem_cgroup *to)
3525 {
3526         unsigned long flags;
3527         int ret;
3528         bool anon = PageAnon(page);
3529
3530         VM_BUG_ON(from == to);
3531         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
3532         /*
3533          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3534          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3535          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3536          * hold it.
3537          */
3538         ret = -EBUSY;
3539         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3540                 goto out;
3541
3542         lock_page_cgroup(pc);
3543
3544         ret = -EINVAL;
3545         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
3546                 goto unlock;
3547
3548         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
3549
3550         if (!anon && page_mapped(page)) {
3551                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
3552                                nr_pages);
3553                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
3554                                nr_pages);
3555         }
3556
3557         if (PageWriteback(page)) {
3558                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
3559                                nr_pages);
3560                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
3561                                nr_pages);
3562         }
3563
3564         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, anon, -nr_pages);
3565
3566         /* caller should have done css_get */
3567         pc->mem_cgroup = to;
3568         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, anon, nr_pages);
3569         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
3570         ret = 0;
3571 unlock:
3572         unlock_page_cgroup(pc);
3573         /*
3574          * check events
3575          */
3576         memcg_check_events(to, page);
3577         memcg_check_events(from, page);
3578 out:
3579         return ret;
3580 }
3581
3582 /**
3583  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
3584  * @page: the page to move
3585  * @pc: page_cgroup of the page
3586  * @child: page's cgroup
3587  *
3588  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
3589  * parent (aka use_hierarchy==0).
3590  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
3591  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
3592  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
3593  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
3594  * on the next attempt and the call should be retried later.
3595  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
3596  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
3597  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
3598  * LRU or vanish.
3599  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
3600  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
3601  * disappear in the next attempt.
3602  */
3603 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
3604                                   struct page_cgroup *pc,
3605                                   struct mem_cgroup *child)
3606 {
3607         struct mem_cgroup *parent;
3608         unsigned int nr_pages;
3609         unsigned long uninitialized_var(flags);
3610         int ret;
3611
3612         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
3613
3614         ret = -EBUSY;
3615         if (!get_page_unless_zero(page))
3616                 goto out;
3617         if (isolate_lru_page(page))
3618                 goto put;
3619
3620         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
3621
3622         parent = parent_mem_cgroup(child);
3623         /*
3624          * If no parent, move charges to root cgroup.
3625          */
3626         if (!parent)
3627                 parent = root_mem_cgroup;
3628
3629         if (nr_pages > 1) {
3630                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
3631                 flags = compound_lock_irqsave(page);
3632         }
3633
3634         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
3635                                 pc, child, parent);
3636         if (!ret)
3637                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
3638
3639         if (nr_pages > 1)
3640                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
3641         putback_lru_page(page);
3642 put:
3643         put_page(page);
3644 out:
3645         return ret;
3646 }
3647
3648 int mem_cgroup_charge_anon(struct page *page,
3649                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
3650 {
3651         unsigned int nr_pages = 1;
3652         struct mem_cgroup *memcg;
3653         bool oom = true;
3654
3655         if (mem_cgroup_disabled())
3656                 return 0;
3657
3658         VM_BUG_ON_PAGE(page_mapped(page), page);
3659         VM_BUG_ON_PAGE(page->mapping && !PageAnon(page), page);
3660         VM_BUG_ON(!mm);
3661
3662         if (PageTransHuge(page)) {
3663                 nr_pages <<= compound_order(page);
3664                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
3665                 /*
3666                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
3667                  * fault handler will fall back to regular pages.
3668                  */
3669                 oom = false;
3670         }
3671
3672         memcg = mem_cgroup_try_charge_mm(mm, gfp_mask, nr_pages, oom);
3673         if (!memcg)
3674                 return -ENOMEM;
3675         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages,
3676                                    MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
3677         return 0;
3678 }
3679
3680 /*
3681  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
3682  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
3683  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
3684  * "commit()" or removed by "cancel()"
3685  */
3686 static int __mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
3687                                           struct page *page,
3688                                           gfp_t mask,
3689                                           struct mem_cgroup **memcgp)
3690 {
3691         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3692         struct page_cgroup *pc;
3693         int ret;
3694
3695         pc = lookup_page_cgroup(page);
3696         /*
3697          * Every swap fault against a single page tries to charge the
3698          * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
3699          * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
3700          * the page lock, which serializes swap cache removal, which
3701          * in turn serializes uncharging.
3702          */
3703         if (PageCgroupUsed(pc))
3704                 goto out;
3705         if (do_swap_account)
3706                 memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
3707         if (!memcg)
3708                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
3709         ret = mem_cgroup_try_charge(memcg, mask, 1, true);
3710         css_put(&memcg->css);
3711         if (ret == -EINTR)
3712                 memcg = root_mem_cgroup;
3713         else if (ret)
3714                 return ret;
3715 out:
3716         *memcgp = memcg;
3717         return 0;
3718 }
3719
3720 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm, struct page *page,
3721                                  gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
3722 {
3723         if (mem_cgroup_disabled()) {
3724                 *memcgp = NULL;
3725                 return 0;
3726         }
3727         /*
3728          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already
3729          * updated the pte, and even removed page from swap cache: in
3730          * those cases unuse_pte()'s pte_same() test will fail; but
3731          * there's also a KSM case which does need to charge the page.
3732          */
3733         if (!PageSwapCache(page)) {
3734                 struct mem_cgroup *memcg;
3735
3736                 memcg = mem_cgroup_try_charge_mm(mm, gfp_mask, 1, true);
3737                 if (!memcg)
3738                         return -ENOMEM;
3739                 *memcgp = memcg;
3740                 return 0;
3741         }
3742         return __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, memcgp);
3743 }
3744
3745 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
3746 {
3747         if (mem_cgroup_disabled())
3748                 return;
3749         if (!memcg)
3750                 return;
3751         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
3752 }
3753
3754 static void
3755 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3756                                         enum charge_type ctype)
3757 {
3758         if (mem_cgroup_disabled())
3759                 return;
3760         if (!memcg)
3761                 return;
3762
3763         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
3764         /*
3765          * Now swap is on-memory. This means this page may be
3766          * counted both as mem and swap....double count.
3767          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
3768          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
3769          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
3770          */
3771         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
3772                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
3773                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
3774         }
3775 }
3776
3777 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
3778                                      struct mem_cgroup *memcg)
3779 {
3780         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
3781                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3782 }
3783
3784 int mem_cgroup_charge_file(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3785                                 gfp_t gfp_mask)
3786 {
3787         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3788         struct mem_cgroup *memcg;
3789         int ret;
3790
3791         if (mem_cgroup_disabled())
3792                 return 0;
3793         if (PageCompound(page))
3794                 return 0;
3795
3796         if (PageSwapCache(page)) { /* shmem */
3797                 ret = __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page,
3798                                                      gfp_mask, &memcg);
3799                 if (ret)
3800                         return ret;
3801                 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
3802                 return 0;
3803         }
3804
3805         memcg = mem_cgroup_try_charge_mm(mm, gfp_mask, 1, true);
3806         if (!memcg)
3807                 return -ENOMEM;
3808         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, type, false);
3809         return 0;
3810 }
3811
3812 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
3813                                    unsigned int nr_pages,
3814                                    const enum charge_type ctype)
3815 {
3816         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
3817         bool uncharge_memsw = true;
3818
3819         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
3820         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
3821                 uncharge_memsw = false;
3822
3823         batch = &current->memcg_batch;
3824         /*
3825          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
3826          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
3827          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
3828          */
3829         if (!batch->memcg)
3830                 batch->memcg = memcg;
3831         /*
3832          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
3833          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
3834          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
3835          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
3836          * because we want to do uncharge as soon as possible.
3837          */
3838
3839         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
3840                 goto direct_uncharge;
3841
3842         if (nr_pages > 1)
3843                 goto direct_uncharge;
3844
3845         /*
3846          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
3847          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
3848          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
3849          */
3850         if (batch->memcg != memcg)
3851                 goto direct_uncharge;
3852         /* remember freed charge and uncharge it later */
3853         batch->nr_pages++;
3854         if (uncharge_memsw)
3855                 batch->memsw_nr_pages++;
3856         return;
3857 direct_uncharge:
3858         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
3859         if (uncharge_memsw)
3860                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
3861         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
3862                 memcg_oom_recover(memcg);
3863 }
3864
3865 /*
3866  * uncharge if !page_mapped(page)
3867  */
3868 static struct mem_cgroup *
3869 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype,
3870                              bool end_migration)
3871 {
3872         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3873         unsigned int nr_pages = 1;
3874         struct page_cgroup *pc;
3875         bool anon;
3876
3877         if (mem_cgroup_disabled())
3878                 return NULL;
3879
3880         if (PageTransHuge(page)) {
3881                 nr_pages <<= compound_order(page);
3882                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
3883         }
3884         /*
3885          * Check if our page_cgroup is valid
3886          */
3887         pc = lookup_page_cgroup(page);
3888         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
3889                 return NULL;
3890
3891         lock_page_cgroup(pc);
3892
3893         memcg = pc->mem_cgroup;
3894
3895         if (!PageCgroupUsed(pc))
3896                 goto unlock_out;
3897
3898         anon = PageAnon(page);
3899
3900         switch (ctype) {
3901         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON:
3902                 /*
3903                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
3904                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
3905                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
3906                  */
3907                 anon = true;
3908                 /* fallthrough */
3909         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
3910                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
3911                 if (page_mapped(page))
3912                         goto unlock_out;
3913                 /*
3914                  * Pages under migration may not be uncharged.  But
3915                  * end_migration() /must/ be the one uncharging the
3916                  * unused post-migration page and so it has to call
3917                  * here with the migration bit still set.  See the
3918                  * res_counter handling below.
3919                  */
3920                 if (!end_migration && PageCgroupMigration(pc))
3921                         goto unlock_out;
3922                 break;
3923         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
3924                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
3925                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
3926                                 goto unlock_out;
3927                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
3928                                 goto unlock_out;
3929                 break;
3930         default:
3931                 break;
3932         }
3933
3934         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, -nr_pages);
3935
3936         ClearPageCgroupUsed(pc);
3937         /*
3938          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
3939          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
3940          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
3941          * special functions.
3942          */
3943
3944         unlock_page_cgroup(pc);
3945         /*
3946          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
3947          * will never be freed, so it's safe to call css_get().
3948          */
3949         memcg_check_events(memcg, page);
3950         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
3951                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
3952                 css_get(&memcg->css);
3953         }
3954         /*
3955          * Migration does not charge the res_counter for the
3956          * replacement page, so leave it alone when phasing out the
3957          * page that is unused after the migration.
3958          */
3959         if (!end_migration && !mem_cgroup_is_root(memcg))
3960                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
3961
3962         return memcg;
3963
3964 unlock_out:
3965         unlock_page_cgroup(pc);
3966         return NULL;
3967 }
3968
3969 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
3970 {
3971         /* early check. */
3972         if (page_mapped(page))
3973                 return;
3974         VM_BUG_ON_PAGE(page->mapping && !PageAnon(page), page);
3975         /*
3976          * If the page is in swap cache, uncharge should be deferred
3977          * to the swap path, which also properly accounts swap usage
3978          * and handles memcg lifetime.
3979          *
3980          * Note that this check is not stable and reclaim may add the
3981          * page to swap cache at any time after this.  However, if the
3982          * page is not in swap cache by the time page->mapcount hits
3983          * 0, there won't be any page table references to the swap
3984          * slot, and reclaim will free it and not actually write the
3985          * page to disk.
3986          */
3987         if (PageSwapCache(page))
3988                 return;
3989         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
3990 }
3991
3992 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
3993 {
3994         VM_BUG_ON_PAGE(page_mapped(page), page);
3995         VM_BUG_ON_PAGE(page->mapping, page);
3996         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE, false);
3997 }
3998
3999 /*
4000  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
4001  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
4002  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
4003  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
4004  * This may be called prural(2) times in a context,
4005  */
4006
4007 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
4008 {
4009         current->memcg_batch.do_batch++;
4010         /* We can do nest. */
4011         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
4012                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
4013                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
4014                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
4015         }
4016 }
4017
4018 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
4019 {
4020         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
4021
4022         if (!batch->do_batch)
4023                 return;
4024
4025         batch->do_batch--;
4026         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
4027                 return;
4028
4029         if (!batch->memcg)
4030                 return;
4031         /*
4032          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
4033          * bacause we hide charges behind us.
4034          */
4035         if (batch->nr_pages)
4036                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
4037                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
4038         if (batch->memsw_nr_pages)
4039                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
4040                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
4041         memcg_oom_recover(batch->memcg);
4042         /* forget this pointer (for sanity check) */
4043         batch->memcg = NULL;
4044 }
4045
4046 #ifdef CONFIG_SWAP
4047 /*
4048  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
4049  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
4050  */
4051 void
4052 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
4053 {
4054         struct mem_cgroup *memcg;
4055         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
4056
4057         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
4058                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
4059
4060         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype, false);
4061
4062         /*
4063          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
4064          * css_get() was called in uncharge().
4065          */
4066         if (do_swap_account && swapout && memcg)
4067                 swap_cgroup_record(ent, mem_cgroup_id(memcg));
4068 }
4069 #endif
4070
4071 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4072 /*
4073  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
4074  * uncharge "memsw" account.
4075  */
4076 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
4077 {
4078         struct mem_cgroup *memcg;
4079         unsigned short id;
4080
4081         if (!do_swap_account)
4082                 return;
4083
4084         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
4085         rcu_read_lock();
4086         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
4087         if (memcg) {
4088                 /*
4089                  * We uncharge this because swap is freed.  This memcg can
4090                  * be obsolete one. We avoid calling css_tryget_online().
4091                  */
4092                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4093                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
4094                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
4095                 css_put(&memcg->css);
4096         }
4097         rcu_read_unlock();
4098 }
4099
4100 /**
4101  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
4102  * @entry: swap entry to be moved
4103  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
4104  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
4105  *
4106  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
4107  * as the mem_cgroup's id of @from.
4108  *
4109  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
4110  *
4111  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
4112  * both res and memsw, and called css_get().
4113  */
4114 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4115                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4116 {
4117         unsigned short old_id, new_id;
4118
4119         old_id = mem_cgroup_id(from);
4120         new_id = mem_cgroup_id(to);
4121
4122         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
4123                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
4124                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
4125                 /*
4126                  * This function is only called from task migration context now.
4127                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
4128                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
4129                  * improvement. But we cannot postpone css_get(to)  because if
4130                  * the process that has been moved to @to does swap-in, the
4131                  * refcount of @to might be decreased to 0.
4132                  *
4133                  * We are in attach() phase, so the cgroup is guaranteed to be
4134                  * alive, so we can just call css_get().
4135                  */
4136                 css_get(&to->css);
4137                 return 0;
4138         }
4139         return -EINVAL;
4140 }
4141 #else
4142 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4143                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4144 {
4145         return -EINVAL;
4146 }
4147 #endif
4148
4149 /*
4150  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
4151  * page belongs to.
4152  */
4153 void mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page, struct page *newpage,
4154                                   struct mem_cgroup **memcgp)
4155 {
4156         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4157         unsigned int nr_pages = 1;
4158         struct page_cgroup *pc;
4159         enum charge_type ctype;
4160
4161         *memcgp = NULL;
4162
4163         if (mem_cgroup_disabled())
4164                 return;
4165
4166         if (PageTransHuge(page))
4167                 nr_pages <<= compound_order(page);
4168
4169         pc = lookup_page_cgroup(page);
4170         lock_page_cgroup(pc);
4171         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4172                 memcg = pc->mem_cgroup;
4173                 css_get(&memcg->css);
4174                 /*
4175                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
4176                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
4177                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
4178                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
4179                  * until end_migration() is called
4180                  *
4181                  * Corner Case Thinking
4182                  * A)
4183                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
4184                  * while migration was ongoing.
4185                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
4186                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
4187                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
4188                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
4189                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
4190                  *
4191                  * B)
4192                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
4193                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
4194                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
4195                  * without charging it again.
4196                  *
4197                  * C)
4198                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
4199                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
4200                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
4201                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
4202                  */
4203                 if (PageAnon(page))
4204                         SetPageCgroupMigration(pc);
4205         }
4206         unlock_page_cgroup(pc);
4207         /*
4208          * If the page is not charged at this point,
4209          * we return here.
4210          */
4211         if (!memcg)
4212                 return;
4213
4214         *memcgp = memcg;
4215         /*
4216          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
4217          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
4218          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
4219          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
4220          */
4221         if (PageAnon(page))
4222                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON;
4223         else
4224                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4225         /*
4226          * The page is committed to the memcg, but it's not actually
4227          * charged to the res_counter since we plan on replacing the
4228          * old one and only one page is going to be left afterwards.
4229          */
4230         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, nr_pages, ctype, false);
4231 }
4232
4233 /* remove redundant charge if migration failed*/
4234 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
4235         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
4236 {
4237         struct page *used, *unused;
4238         struct page_cgroup *pc;
4239         bool anon;
4240
4241         if (!memcg)
4242                 return;
4243
4244         if (!migration_ok) {
4245                 used = oldpage;
4246                 unused = newpage;
4247         } else {
4248                 used = newpage;
4249                 unused = oldpage;
4250         }
4251         anon = PageAnon(used);
4252         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
4253                                      anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON
4254                                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE,
4255                                      true);
4256         css_put(&memcg->css);
4257         /*
4258          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
4259          * of the page goes down to zero, temporarly.
4260          * Clear the flag and check the page should be charged.
4261          */
4262         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4263         lock_page_cgroup(pc);
4264         ClearPageCgroupMigration(pc);
4265         unlock_page_cgroup(pc);
4266
4267         /*
4268          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
4269          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
4270          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
4271          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
4272          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
4273          * check. (see prepare_charge() also)
4274          */
4275         if (anon)
4276                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
4277 }
4278
4279 /*
4280  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
4281  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
4282  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
4283  */
4284 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
4285                                   struct page *newpage)
4286 {
4287         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4288         struct page_cgroup *pc;
4289         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4290
4291         if (mem_cgroup_disabled())
4292                 return;
4293
4294         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4295         /* fix accounting on old pages */
4296         lock_page_cgroup(pc);
4297         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4298                 memcg = pc->mem_cgroup;
4299                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, oldpage, false, -1);
4300                 ClearPageCgroupUsed(pc);
4301         }
4302         unlock_page_cgroup(pc);
4303
4304         /*
4305          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
4306          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
4307          */
4308         if (!memcg)
4309                 return;
4310         /*
4311          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
4312          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
4313          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
4314          */
4315         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
4316 }
4317
4318 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4319 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
4320 {
4321         struct page_cgroup *pc;
4322
4323         pc = lookup_page_cgroup(page);
4324         /*
4325          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
4326          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
4327          * or when mem_cgroup_disabled().
4328          */
4329         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
4330                 return pc;
4331         return NULL;
4332 }
4333
4334 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
4335 {
4336         if (mem_cgroup_disabled())
4337                 return false;
4338
4339         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
4340 }
4341
4342 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
4343 {
4344         struct page_cgroup *pc;
4345
4346         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
4347         if (pc) {
4348                 pr_alert("pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
4349                          pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
4350         }
4351 }
4352 #endif
4353
4354 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4355                                 unsigned long long val)
4356 {
4357         int retry_count;
4358         u64 memswlimit, memlimit;
4359         int ret = 0;
4360         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4361         u64 curusage, oldusage;
4362         int enlarge;
4363
4364         /*
4365          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
4366          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
4367          * of # of children which we should visit in this loop.
4368          */
4369         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
4370
4371         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4372
4373         enlarge = 0;
4374         while (retry_count) {
4375                 if (signal_pending(current)) {
4376                         ret = -EINTR;
4377                         break;
4378                 }
4379                 /*
4380                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4381                  * open coded manner. You see what this really does.
4382                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4383                  */
4384                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4385                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4386                 if (memswlimit < val) {
4387                         ret = -EINVAL;
4388                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4389                         break;
4390                 }
4391
4392                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4393                 if (memlimit < val)
4394                         enlarge = 1;
4395
4396                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
4397                 if (!ret) {
4398                         if (memswlimit == val)
4399                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4400                         else
4401                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4402                 }
4403                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4404
4405                 if (!ret)
4406                         break;
4407
4408                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4409                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4410                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4411                 /* Usage is reduced ? */
4412                 if (curusage >= oldusage)
4413                         retry_count--;
4414                 else
4415                         oldusage = curusage;
4416         }
4417         if (!ret && enlarge)
4418                 memcg_oom_recover(memcg);
4419
4420         return ret;
4421 }
4422
4423 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4424                                         unsigned long long val)
4425 {
4426         int retry_count;
4427         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
4428         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4429         int ret = -EBUSY;
4430         int enlarge = 0;
4431
4432         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
4433         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4434         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4435         while (retry_count) {
4436                 if (signal_pending(current)) {
4437                         ret = -EINTR;
4438                         break;
4439                 }
4440                 /*
4441                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4442                  * open coded manner. You see what this really does.
4443                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4444                  */
4445                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4446                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4447                 if (memlimit > val) {
4448                         ret = -EINVAL;
4449                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4450                         break;
4451                 }
4452                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4453                 if (memswlimit < val)
4454                         enlarge = 1;
4455                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
4456                 if (!ret) {
4457                         if (memlimit == val)
4458                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4459                         else
4460                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4461                 }
4462                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4463
4464                 if (!ret)
4465                         break;
4466
4467                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4468                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
4469                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4470                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4471                 /* Usage is reduced ? */
4472                 if (curusage >= oldusage)
4473                         retry_count--;
4474                 else
4475                         oldusage = curusage;
4476         }
4477         if (!ret && enlarge)
4478                 memcg_oom_recover(memcg);
4479         return ret;
4480 }
4481
4482 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
4483                                             gfp_t gfp_mask,
4484                                             unsigned long *total_scanned)
4485 {
4486         unsigned long nr_reclaimed = 0;
4487         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
4488         unsigned long reclaimed;
4489         int loop = 0;
4490         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
4491         unsigned long long excess;
4492         unsigned long nr_scanned;
4493
4494         if (order > 0)
4495                 return 0;
4496
4497         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
4498         /*
4499          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
4500          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
4501          * pressure
4502          */
4503         do {
4504                 if (next_mz)
4505                         mz = next_mz;
4506                 else
4507                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4508                 if (!mz)
4509                         break;
4510
4511                 nr_scanned = 0;
4512                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
4513                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
4514                 nr_reclaimed += reclaimed;
4515                 *total_scanned += nr_scanned;
4516                 spin_lock(&mctz->lock);
4517
4518                 /*
4519                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
4520                  * it is time to move on to the next cgroup
4521                  */
4522                 next_mz = NULL;
4523                 if (!reclaimed) {
4524                         do {
4525                                 /*
4526                                  * Loop until we find yet another one.
4527                                  *
4528                                  * By the time we get the soft_limit lock
4529                                  * again, someone might have aded the
4530                                  * group back on the RB tree. Iterate to
4531                                  * make sure we get a different mem.
4532                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
4533                                  * NULL if no other cgroup is present on
4534                                  * the tree
4535                                  */
4536                                 next_mz =
4537                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4538                                 if (next_mz == mz)
4539                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
4540                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
4541                                         break;
4542                         } while (1);
4543                 }
4544                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
4545                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
4546                 /*
4547                  * One school of thought says that we should not add
4548                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
4549                  * But our reclaim could return 0, simply because due
4550                  * to priority we are exposing a smaller subset of
4551                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
4552                  * term TODO.
4553                  */
4554                 /* If excess == 0, no tree ops */
4555                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
4556                 spin_unlock(&mctz->lock);
4557                 css_put(&mz->memcg->css);
4558                 loop++;
4559                 /*
4560                  * Could not reclaim anything and there are no more
4561                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
4562                  * reclaiming anything.
4563                  */
4564                 if (!nr_reclaimed &&
4565                         (next_mz == NULL ||
4566                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
4567                         break;
4568         } while (!nr_reclaimed);
4569         if (next_mz)
4570                 css_put(&next_mz->memcg->css);
4571         return nr_reclaimed;
4572 }
4573
4574 /**
4575  * mem_cgroup_force_empty_list - clears LRU of a group
4576  * @memcg: group to clear
4577  * @node: NUMA node
4578  * @zid: zone id
4579  * @lru: lru to to clear
4580  *
4581  * Traverse a specified page_cgroup list and try to drop them all.  This doesn't
4582  * reclaim the pages page themselves - pages are moved to the parent (or root)
4583  * group.
4584  */
4585 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
4586                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
4587 {
4588         struct lruvec *lruvec;
4589         unsigned long flags;
4590         struct list_head *list;
4591         struct page *busy;
4592         struct zone *zone;
4593
4594         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
4595         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
4596         list = &lruvec->lists[lru];
4597
4598         busy = NULL;
4599         do {
4600                 struct page_cgroup *pc;
4601                 struct page *page;
4602
4603                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
4604                 if (list_empty(list)) {
4605                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4606                         break;
4607                 }
4608                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
4609                 if (busy == page) {
4610                         list_move(&page->lru, list);
4611                         busy = NULL;
4612                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4613                         continue;
4614                 }
4615                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4616
4617                 pc = lookup_page_cgroup(page);
4618
4619                 if (mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg)) {
4620                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
4621                         busy = page;
4622                 } else
4623                         busy = NULL;
4624                 cond_resched();
4625         } while (!list_empty(list));
4626 }
4627
4628 /*
4629  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task by moving
4630  * all the charges and pages to the parent.
4631  * This enables deleting this mem_cgroup.
4632  *
4633  * Caller is responsible for holding css reference on the memcg.
4634  */
4635 static void mem_cgroup_reparent_charges(struct mem_cgroup *memcg)
4636 {
4637         int node, zid;
4638         u64 usage;
4639
4640         do {
4641                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
4642                 lru_add_drain_all();
4643                 drain_all_stock_sync(memcg);
4644                 mem_cgroup_start_move(memcg);
4645                 for_each_node_state(node, N_MEMORY) {
4646                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4647                                 enum lru_list lru;
4648                                 for_each_lru(lru) {
4649                                         mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
4650                                                         node, zid, lru);
4651                                 }
4652                         }
4653                 }
4654                 mem_cgroup_end_move(memcg);
4655                 memcg_oom_recover(memcg);
4656                 cond_resched();
4657
4658                 /*
4659                  * Kernel memory may not necessarily be trackable to a specific
4660                  * process. So they are not migrated, and therefore we can't
4661                  * expect their value to drop to 0 here.
4662                  * Having res filled up with kmem only is enough.
4663                  *
4664                  * This is a safety check because mem_cgroup_force_empty_list
4665                  * could have raced with mem_cgroup_replace_page_cache callers
4666                  * so the lru seemed empty but the page could have been added
4667                  * right after the check. RES_USAGE should be safe as we always
4668                  * charge before adding to the LRU.
4669                  */
4670                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) -
4671                         res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE);
4672         } while (usage > 0);
4673 }
4674
4675 /*
4676  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
4677  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
4678  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
4679  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
4680  */
4681 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4682 {
4683         bool ret;
4684
4685         /*
4686          * The lock does not prevent addition or deletion of children, but
4687          * it prevents a new child from being initialized based on this
4688          * parent in css_online(), so it's enough to decide whether
4689          * hierarchically inherited attributes can still be changed or not.
4690          */
4691         lockdep_assert_held(&memcg_create_mutex);
4692
4693         rcu_read_lock();
4694         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
4695         rcu_read_unlock();
4696         return ret;
4697 }
4698
4699 /*
4700  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
4701  * the rest to the parent.
4702  *
4703  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
4704  */
4705 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
4706 {
4707         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4708
4709         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
4710         lru_add_drain_all();
4711         /* try to free all pages in this cgroup */
4712         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
4713                 int progress;
4714
4715                 if (signal_pending(current))
4716                         return -EINTR;
4717
4718                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
4719                                                 false);
4720                 if (!progress) {
4721                         nr_retries--;
4722                         /* maybe some writeback is necessary */
4723                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
4724                 }
4725
4726         }
4727
4728         return 0;
4729 }
4730
4731 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
4732                                             char *buf, size_t nbytes,
4733                                             loff_t off)
4734 {
4735         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
4736
4737         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
4738                 return -EINVAL;
4739         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
4740 }
4741
4742 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4743                                      struct cftype *cft)
4744 {
4745         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
4746 }
4747
4748 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4749                                       struct cftype *cft, u64 val)
4750 {
4751         int retval = 0;
4752         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4753         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
4754
4755         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4756
4757         if (memcg->use_hierarchy == val)
4758                 goto out;
4759
4760         /*
4761          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
4762          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
4763          * occur, provided the current cgroup has no children.
4764          *
4765          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
4766          * set if there are no children.
4767          */
4768         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
4769                                 (val == 1 || val == 0)) {
4770                 if (!memcg_has_children(memcg))
4771                         memcg->use_hierarchy = val;
4772                 else
4773                         retval = -EBUSY;
4774         } else
4775                 retval = -EINVAL;
4776
4777 out:
4778         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4779
4780         return retval;
4781 }
4782
4783
4784 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
4785                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
4786 {
4787         struct mem_cgroup *iter;
4788         long val = 0;
4789
4790         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
4791         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4792                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
4793
4794         if (val < 0) /* race ? */
4795                 val = 0;
4796         return val;
4797 }
4798
4799 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4800 {
4801         u64 val;
4802
4803         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
4804                 if (!swap)
4805                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4806                 else
4807                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4808         }
4809
4810         /*
4811          * Transparent hugepages are still accounted for in MEM_CGROUP_STAT_RSS
4812          * as well as in MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE.
4813          */
4814         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
4815         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
4816
4817         if (swap)
4818                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
4819
4820         return val << PAGE_SHIFT;
4821 }
4822
4823 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
4824                                    struct cftype *cft)
4825 {
4826         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4827         u64 val;
4828         int name;
4829         enum res_type type;
4830
4831         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4832         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
4833
4834         switch (type) {
4835         case _MEM:
4836                 if (name == RES_USAGE)
4837                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4838                 else
4839                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
4840                 break;
4841         case _MEMSWAP:
4842                 if (name == RES_USAGE)
4843                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4844                 else
4845                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
4846                 break;
4847         case _KMEM:
4848                 val = res_counter_read_u64(&memcg->kmem, name);
4849                 break;
4850         default:
4851                 BUG();
4852         }
4853
4854         return val;
4855 }
4856
4857 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4858 /* should be called with activate_kmem_mutex held */
4859 static int __memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
4860                                  unsigned long long limit)
4861 {
4862         int err = 0;
4863         int memcg_id;
4864
4865         if (memcg_kmem_is_active(memcg))
4866                 return 0;
4867
4868         /*
4869          * We are going to allocate memory for data shared by all memory
4870          * cgroups so let's stop accounting here.
4871          */
4872         memcg_stop_kmem_account();
4873
4874         /*
4875          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
4876          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
4877          * already joined.
4878          *
4879          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
4880          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
4881          * place, which makes the value quite meaningless.
4882          *
4883          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
4884          * of course permitted.
4885          */
4886         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4887         if (cgroup_has_tasks(memcg->css.cgroup) ||
4888             (memcg->use_hierarchy && memcg_has_children(memcg)))
4889                 err = -EBUSY;
4890         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4891         if (err)
4892                 goto out;
4893
4894         memcg_id = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
4895                                   0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
4896         if (memcg_id < 0) {
4897                 err = memcg_id;
4898                 goto out;
4899         }
4900
4901         /*
4902          * Make sure we have enough space for this cgroup in each root cache's
4903          * memcg_params.
4904          */
4905         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
4906         err = memcg_update_all_caches(memcg_id + 1);
4907         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
4908         if (err)
4909                 goto out_rmid;
4910
4911         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
4912         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
4913
4914         /*
4915          * We couldn't have accounted to this cgroup, because it hasn't got the
4916          * active bit set yet, so this should succeed.
4917          */
4918         err = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, limit);
4919         VM_BUG_ON(err);
4920
4921         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
4922         /*
4923          * Setting the active bit after enabling static branching will
4924          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
4925          * patched.
4926          */
4927         memcg_kmem_set_active(memcg);
4928 out:
4929         memcg_resume_kmem_account();
4930         return err;
4931
4932 out_rmid:
4933         ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg_id);
4934         goto out;
4935 }
4936
4937 static int memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
4938                                unsigned long long limit)
4939 {
4940         int ret;
4941
4942         mutex_lock(&activate_kmem_mutex);
4943         ret = __memcg_activate_kmem(memcg, limit);
4944         mutex_unlock(&activate_kmem_mutex);
4945         return ret;
4946 }
4947
4948 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4949                                    unsigned long long val)
4950 {
4951         int ret;
4952
4953         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
4954                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, val);
4955         else
4956                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
4957         return ret;
4958 }
4959
4960 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
4961 {
4962         int ret = 0;
4963         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
4964
4965         if (!parent)
4966                 return 0;
4967
4968         mutex_lock(&activate_kmem_mutex);
4969         /*
4970          * If the parent cgroup is not kmem-active now, it cannot be activated
4971          * after this point, because it has at least one child already.
4972          */
4973         if (memcg_kmem_is_active(parent))
4974                 ret = __memcg_activate_kmem(memcg, RES_COUNTER_MAX);
4975         mutex_unlock(&activate_kmem_mutex);
4976         return ret;
4977 }
4978 #else
4979 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4980                                    unsigned long long val)
4981 {
4982         return -EINVAL;
4983 }
4984 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
4985
4986 /*
4987  * The user of this function is...
4988  * RES_LIMIT.
4989  */
4990 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
4991                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4992 {
4993         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
4994         enum res_type type;
4995         int name;
4996         unsigned long long val;
4997         int ret;
4998
4999         buf = strstrip(buf);
5000         type = MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private);
5001         name = MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private);
5002
5003         switch (name) {
5004         case RES_LIMIT:
5005                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
5006                         ret = -EINVAL;
5007                         break;
5008                 }
5009                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
5010                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buf, &val);
5011                 if (ret)
5012                         break;
5013                 if (type == _MEM)
5014                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
5015                 else if (type == _MEMSWAP)
5016                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
5017                 else if (type == _KMEM)
5018                         ret = memcg_update_kmem_limit(memcg, val);
5019                 else
5020                         return -EINVAL;
5021                 break;
5022         case RES_SOFT_LIMIT:
5023                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buf, &val);
5024                 if (ret)
5025                         break;
5026                 /*
5027                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
5028                  * of semantics, for now, we support soft limits for
5029                  * control without swap
5030                  */
5031                 if (type == _MEM)
5032                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
5033                 else
5034                         ret = -EINVAL;
5035                 break;
5036         default:
5037                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
5038                 break;
5039         }
5040         return ret ?: nbytes;
5041 }
5042
5043 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
5044                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
5045 {
5046         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
5047
5048         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5049         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5050         if (!memcg->use_hierarchy)
5051                 goto out;
5052
5053         while (memcg->css.parent) {
5054                 memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
5055                 if (!memcg->use_hierarchy)
5056                         break;
5057                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5058                 min_limit = min(min_limit, tmp);
5059                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5060                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
5061         }
5062 out:
5063         *mem_limit = min_limit;
5064         *memsw_limit = min_memsw_limit;
5065 }
5066
5067 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
5068                                 size_t nbytes, loff_t off)
5069 {
5070         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5071         int name;
5072         enum res_type type;
5073
5074         type = MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private);
5075         name = MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private);
5076
5077         switch (name) {
5078         case RES_MAX_USAGE:
5079                 if (type == _MEM)
5080                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
5081                 else if (type == _MEMSWAP)
5082                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
5083                 else if (type == _KMEM)
5084                         res_counter_reset_max(&memcg->kmem);
5085                 else
5086                         return -EINVAL;
5087                 break;
5088         case RES_FAILCNT:
5089                 if (type == _MEM)
5090                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
5091                 else if (type == _MEMSWAP)
5092                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
5093                 else if (type == _KMEM)
5094                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->kmem);
5095                 else
5096                         return -EINVAL;
5097                 break;
5098         }
5099
5100         return nbytes;
5101 }
5102
5103 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5104                                         struct cftype *cft)
5105 {
5106         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
5107 }
5108
5109 #ifdef CONFIG_MMU
5110 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5111                                         struct cftype *cft, u64 val)
5112 {
5113         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5114
5115         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
5116                 return -EINVAL;
5117
5118         /*
5119          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
5120          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
5121          * on with stale data. This means that changes to this value will only
5122          * affect task migrations starting after the change.
5123          */
5124         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
5125         return 0;
5126 }
5127 #else
5128 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5129                                         struct cftype *cft, u64 val)
5130 {
5131         return -ENOSYS;
5132 }
5133 #endif
5134
5135 #ifdef CONFIG_NUMA
5136 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
5137 {
5138         struct numa_stat {
5139                 const char *name;
5140                 unsigned int lru_mask;
5141         };
5142
5143         static const struct numa_stat stats[] = {
5144                 { "total", LRU_ALL },
5145                 { "file", LRU_ALL_FILE },
5146                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
5147                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
5148         };
5149         const struct numa_stat *stat;
5150         int nid;
5151         unsigned long nr;
5152         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5153
5154         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
5155                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
5156                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
5157                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5158                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5159                                                           stat->lru_mask);
5160                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
5161                 }
5162                 seq_putc(m, '\n');
5163         }
5164
5165         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
5166                 struct mem_cgroup *iter;
5167
5168                 nr = 0;
5169                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5170                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
5171                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
5172                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5173                         nr = 0;
5174                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5175                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
5176                                         iter, nid, stat->lru_mask);
5177                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
5178                 }
5179                 seq_putc(m, '\n');
5180         }
5181
5182         return 0;
5183 }
5184 #endif /* CONFIG_NUMA */
5185
5186 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
5187 {
5188         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
5189 }
5190
5191 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
5192 {
5193         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5194         struct mem_cgroup *mi;
5195         unsigned int i;
5196
5197         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5198                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5199                         continue;
5200                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
5201                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
5202         }
5203
5204         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
5205                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
5206                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
5207
5208         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
5209                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
5210                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
5211
5212         /* Hierarchical information */
5213         {
5214                 unsigned long long limit, memsw_limit;
5215                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
5216                 seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n", limit);
5217                 if (do_swap_account)
5218                         seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
5219                                    memsw_limit);
5220         }
5221
5222         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5223                 long long val = 0;
5224
5225                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5226                         continue;
5227                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5228                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
5229                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
5230         }
5231
5232         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
5233                 unsigned long long val = 0;
5234
5235                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5236                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
5237                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
5238                            mem_cgroup_events_names[i], val);
5239         }
5240
5241         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
5242                 unsigned long long val = 0;
5243
5244                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5245                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
5246                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
5247         }
5248
5249 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5250         {
5251                 int nid, zid;
5252                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5253                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
5254                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
5255                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
5256
5257                 for_each_online_node(nid)
5258                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
5259                                 mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
5260                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
5261
5262                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
5263                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
5264                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
5265                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
5266                         }
5267                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
5268                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
5269                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
5270                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
5271         }
5272 #endif
5273
5274         return 0;
5275 }
5276
5277 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5278                                       struct cftype *cft)
5279 {
5280         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5281
5282         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
5283 }
5284
5285 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5286                                        struct cftype *cft, u64 val)
5287 {
5288         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5289
5290         if (val > 100)
5291                 return -EINVAL;
5292
5293         if (css->parent)
5294                 memcg->swappiness = val;
5295         else
5296                 vm_swappiness = val;
5297
5298         return 0;
5299 }
5300
5301 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5302 {
5303         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
5304         u64 usage;
5305         int i;
5306
5307         rcu_read_lock();
5308         if (!swap)
5309                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
5310         else
5311                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
5312
5313         if (!t)
5314                 goto unlock;
5315
5316         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
5317
5318         /*
5319          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
5320          * If it's not true, a threshold was crossed after last
5321          * call of __mem_cgroup_threshold().
5322          */
5323         i = t->current_threshold;
5324
5325         /*
5326          * Iterate backward over array of thresholds starting from
5327          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
5328          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
5329          * only one element of the array here.
5330          */
5331         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
5332                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5333
5334         /* i = current_threshold + 1 */
5335         i++;
5336
5337         /*
5338          * Iterate forward over array of thresholds starting from
5339          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
5340          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
5341          * only one element of the array here.
5342          */
5343         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
5344                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5345
5346         /* Update current_threshold */
5347         t->current_threshold = i - 1;
5348 unlock:
5349         rcu_read_unlock();
5350 }
5351
5352 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
5353 {
5354         while (memcg) {
5355                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
5356                 if (do_swap_account)
5357                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
5358
5359                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5360         }
5361 }
5362
5363 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
5364 {
5365         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
5366         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
5367
5368         if (_a->threshold > _b->threshold)
5369                 return 1;
5370
5371         if (_a->threshold < _b->threshold)
5372                 return -1;
5373
5374         return 0;
5375 }
5376
5377 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
5378 {
5379         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
5380
5381         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5382
5383         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
5384                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
5385
5386         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5387         return 0;
5388 }
5389
5390 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
5391 {
5392         struct mem_cgroup *iter;
5393
5394         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5395                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
5396 }
5397
5398 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5399         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
5400 {
5401         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5402         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5403         u64 threshold, usage;
5404         int i, size, ret;
5405
5406         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
5407         if (ret)
5408                 return ret;
5409
5410         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5411
5412         if (type == _MEM)
5413                 thresholds = &memcg->thresholds;
5414         else if (type == _MEMSWAP)
5415                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5416         else
5417                 BUG();
5418
5419         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5420
5421         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
5422         if (thresholds->primary)
5423                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5424
5425         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
5426
5427         /* Allocate memory for new array of thresholds */
5428         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5429                         GFP_KERNEL);
5430         if (!new) {
5431                 ret = -ENOMEM;
5432                 goto unlock;
5433         }
5434         new->size = size;
5435
5436         /* Copy thresholds (if any) to new array */
5437         if (thresholds->primary) {
5438                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
5439                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
5440         }
5441
5442         /* Add new threshold */
5443         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
5444         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
5445
5446         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
5447         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5448                         compare_thresholds, NULL);
5449
5450         /* Find current threshold */
5451         new->current_threshold = -1;
5452         for (i = 0; i < size; i++) {
5453                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
5454                         /*
5455                          * new->current_threshold will not be used until
5456                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5457                          * it here.
5458                          */
5459                         ++new->current_threshold;
5460                 } else
5461                         break;
5462         }
5463
5464         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
5465         kfree(thresholds->spare);
5466         thresholds->spare = thresholds->primary;
5467
5468         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5469
5470         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5471         synchronize_rcu();
5472
5473 unlock:
5474         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5475
5476         return ret;
5477 }
5478
5479 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5480         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5481 {
5482         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
5483 }
5484
5485 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5486         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5487 {
5488         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
5489 }
5490
5491 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5492         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
5493 {
5494         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5495         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5496         u64 usage;
5497         int i, j, size;
5498
5499         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5500         if (type == _MEM)
5501                 thresholds = &memcg->thresholds;
5502         else if (type == _MEMSWAP)
5503                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5504         else
5505                 BUG();
5506
5507         if (!thresholds->primary)
5508                 goto unlock;
5509
5510         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5511
5512         /* Check if a threshold crossed before removing */
5513         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5514
5515         /* Calculate new number of threshold */
5516         size = 0;
5517         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5518                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
5519                         size++;
5520         }
5521
5522         new = thresholds->spare;
5523
5524         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
5525         if (!size) {
5526                 kfree(new);
5527                 new = NULL;
5528                 goto swap_buffers;
5529         }
5530
5531         new->size = size;
5532
5533         /* Copy thresholds and find current threshold */
5534         new->current_threshold = -1;
5535         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5536                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
5537                         continue;
5538
5539                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
5540                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
5541                         /*
5542                          * new->current_threshold will not be used
5543                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5544                          * it here.
5545                          */
5546                         ++new->current_threshold;
5547                 }
5548                 j++;
5549         }
5550
5551 swap_buffers:
5552         /* Swap primary and spare array */
5553         thresholds->spare = thresholds->primary;
5554         /* If all events are unregistered, free the spare array */
5555         if (!new) {
5556                 kfree(thresholds->spare);
5557                 thresholds->spare = NULL;
5558         }
5559
5560         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5561
5562         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5563         synchronize_rcu();
5564 unlock:
5565         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5566 }
5567
5568 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5569         struct eventfd_ctx *eventfd)
5570 {
5571         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
5572 }
5573
5574 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5575         struct eventfd_ctx *eventfd)
5576 {
5577         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
5578 }
5579
5580 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5581         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5582 {
5583         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
5584
5585         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5586         if (!event)
5587                 return -ENOMEM;
5588
5589         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5590
5591         event->eventfd = eventfd;
5592         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
5593
5594         /* already in OOM ? */
5595         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5596                 eventfd_signal(eventfd, 1);
5597         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5598
5599         return 0;
5600 }
5601
5602 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5603         struct eventfd_ctx *eventfd)
5604 {
5605         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
5606
5607         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5608
5609         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
5610                 if (ev->eventfd == eventfd) {
5611                         list_del(&ev->list);
5612                         kfree(ev);
5613                 }
5614         }
5615
5616         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5617 }
5618
5619 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
5620 {
5621         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(sf));
5622
5623         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
5624         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)atomic_read(&memcg->under_oom));
5625         return 0;
5626 }
5627
5628 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5629         struct cftype *cft, u64 val)
5630 {
5631         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5632
5633         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
5634         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
5635                 return -EINVAL;
5636
5637         memcg->oom_kill_disable = val;
5638         if (!val)
5639                 memcg_oom_recover(memcg);
5640
5641         return 0;
5642 }
5643
5644 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5645 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5646 {
5647         int ret;
5648
5649         memcg->kmemcg_id = -1;
5650         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
5651         if (ret)
5652                 return ret;
5653
5654         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
5655 }
5656
5657 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5658 {
5659         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
5660 }
5661
5662 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5663 {
5664         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5665                 return;
5666
5667         /*
5668          * kmem charges can outlive the cgroup. In the case of slab
5669          * pages, for instance, a page contain objects from various
5670          * processes. As we prevent from taking a reference for every
5671          * such allocation we have to be careful when doing uncharge
5672          * (see memcg_uncharge_kmem) and here during offlining.
5673          *
5674          * The idea is that that only the _last_ uncharge which sees
5675          * the dead memcg will drop the last reference. An additional
5676          * reference is taken here before the group is marked dead
5677          * which is then paired with css_put during uncharge resp. here.
5678          *
5679          * Although this might sound strange as this path is called from
5680          * css_offline() when the referencemight have dropped down to 0 and
5681          * shouldn't be incremented anymore (css_tryget_online() would
5682          * fail) we do not have other options because of the kmem
5683          * allocations lifetime.
5684          */
5685         css_get(&memcg->css);
5686
5687         memcg_kmem_mark_dead(memcg);
5688
5689         if (res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0)
5690                 return;
5691
5692         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
5693                 css_put(&memcg->css);
5694 }
5695 #else
5696 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5697 {
5698         return 0;
5699 }
5700
5701 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5702 {
5703 }
5704
5705 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5706 {
5707 }
5708 #endif
5709
5710 /*
5711  * DO NOT USE IN NEW FILES.
5712  *
5713  * "cgroup.event_control" implementation.
5714  *
5715  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
5716  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
5717  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
5718  *
5719  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
5720  * possible.
5721  */
5722
5723 /*
5724  * Unregister event and free resources.
5725  *
5726  * Gets called from workqueue.
5727  */
5728 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
5729 {
5730         struct mem_cgroup_event *event =
5731                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
5732         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
5733
5734         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
5735
5736         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
5737
5738         /* Notify userspace the event is going away. */
5739         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
5740
5741         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
5742         kfree(event);
5743         css_put(&memcg->css);
5744 }
5745
5746 /*
5747  * Gets called on POLLHUP on eventfd when user closes it.
5748  *
5749  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
5750  */
5751 static int memcg_event_wake(wait_queue_t *wait, unsigned mode,
5752                             int sync, void *key)
5753 {
5754         struct mem_cgroup_event *event =
5755                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
5756         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
5757         unsigned long flags = (unsigned long)key;
5758
5759         if (flags & POLLHUP) {
5760                 /*
5761                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
5762                  * can simply return knowing the other side will cleanup
5763                  * for us.
5764                  *
5765                  * We can't race against event freeing since the other
5766                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
5767                  * which we hold.
5768                  */
5769                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5770                 if (!list_empty(&event->list)) {
5771                         list_del_init(&event->list);
5772                         /*
5773                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
5774                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
5775                          */
5776                         schedule_work(&event->remove);
5777                 }
5778                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5779         }
5780
5781         return 0;
5782 }
5783
5784 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
5785                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
5786 {
5787         struct mem_cgroup_event *event =
5788                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
5789
5790         event->wqh = wqh;
5791         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
5792 }
5793
5794 /*
5795  * DO NOT USE IN NEW FILES.
5796  *
5797  * Parse input and register new cgroup event handler.
5798  *
5799  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
5800  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
5801  */
5802 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
5803                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5804 {
5805         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
5806         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5807         struct mem_cgroup_event *event;
5808         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
5809         unsigned int efd, cfd;
5810         struct fd efile;
5811         struct fd cfile;
5812         const char *name;
5813         char *endp;
5814         int ret;
5815
5816         buf = strstrip(buf);
5817
5818         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
5819         if (*endp != ' ')
5820                 return -EINVAL;
5821         buf = endp + 1;
5822
5823         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
5824         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
5825                 return -EINVAL;
5826         buf = endp + 1;
5827
5828         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5829         if (!event)
5830                 return -ENOMEM;
5831
5832         event->memcg = memcg;
5833         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
5834         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
5835         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
5836         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
5837
5838         efile = fdget(efd);
5839         if (!efile.file) {
5840                 ret = -EBADF;
5841                 goto out_kfree;
5842         }
5843
5844         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
5845         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
5846                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
5847                 goto out_put_efile;
5848         }
5849
5850         cfile = fdget(cfd);
5851         if (!cfile.file) {
5852                 ret = -EBADF;
5853                 goto out_put_eventfd;
5854         }
5855
5856         /* the process need read permission on control file */
5857         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
5858         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
5859         if (ret < 0)
5860                 goto out_put_cfile;
5861
5862         /*
5863          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
5864          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
5865          * about these events.  The following is crude but the whole thing
5866          * is for compatibility anyway.
5867          *
5868          * DO NOT ADD NEW FILES.
5869          */
5870         name = cfile.file->f_dentry->d_name.name;
5871
5872         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
5873                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
5874                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
5875         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
5876                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
5877                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
5878         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
5879                 event->register_event = vmpressure_register_event;
5880                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
5881         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
5882                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
5883                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
5884         } else {
5885                 ret = -EINVAL;
5886                 goto out_put_cfile;
5887         }
5888
5889         /*
5890          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
5891          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
5892          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
5893          */
5894         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_dentry->d_parent,
5895                                                &memory_cgrp_subsys);
5896         ret = -EINVAL;
5897         if (IS_ERR(cfile_css))
5898                 goto out_put_cfile;
5899         if (cfile_css != css) {
5900                 css_put(cfile_css);
5901                 goto out_put_cfile;
5902         }
5903
5904         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
5905         if (ret)
5906                 goto out_put_css;
5907
5908         efile.file->f_op->poll(efile.file, &event->pt);
5909
5910         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5911         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
5912         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5913
5914         fdput(cfile);
5915         fdput(efile);
5916
5917         return nbytes;
5918
5919 out_put_css:
5920         css_put(css);
5921 out_put_cfile:
5922         fdput(cfile);
5923 out_put_eventfd:
5924         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
5925 out_put_efile:
5926         fdput(efile);
5927 out_kfree:
5928         kfree(event);
5929
5930         return ret;
5931 }
5932
5933 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
5934         {
5935                 .name = "usage_in_bytes",
5936                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
5937                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5938         },
5939         {
5940                 .name = "max_usage_in_bytes",
5941                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
5942                 .write = mem_cgroup_reset,
5943                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5944         },
5945         {
5946                 .name = "limit_in_bytes",
5947                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
5948                 .write = mem_cgroup_write,
5949                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5950         },
5951         {
5952                 .name = "soft_limit_in_bytes",
5953                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
5954                 .write = mem_cgroup_write,
5955                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5956         },
5957         {
5958                 .name = "failcnt",
5959                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
5960                 .write = mem_cgroup_reset,
5961                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5962         },
5963         {
5964                 .name = "stat",
5965                 .seq_show = memcg_stat_show,
5966         },
5967         {
5968                 .name = "force_empty",
5969                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
5970         },
5971         {
5972                 .name = "use_hierarchy",
5973                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
5974                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
5975         },
5976         {
5977                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
5978                 .write = memcg_write_event_control,
5979                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX,
5980                 .mode = S_IWUGO,
5981         },
5982         {
5983                 .name = "swappiness",
5984                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
5985                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
5986         },
5987         {
5988                 .name = "move_charge_at_immigrate",
5989                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
5990                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
5991         },
5992         {
5993                 .name = "oom_control",
5994                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
5995                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
5996                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
5997         },
5998         {
5999                 .name = "pressure_level",
6000         },
6001 #ifdef CONFIG_NUMA
6002         {
6003                 .name = "numa_stat",
6004                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
6005         },
6006 #endif
6007 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
6008         {
6009                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
6010                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
6011                 .write = mem_cgroup_write,
6012                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6013         },
6014         {
6015                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
6016                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
6017                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6018         },
6019         {
6020                 .name = "kmem.failcnt",
6021                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
6022                 .write = mem_cgroup_reset,
6023                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6024         },
6025         {
6026                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
6027                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
6028                 .write = mem_cgroup_reset,
6029                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6030         },
6031 #ifdef CONFIG_SLABINFO
6032         {
6033                 .name = "kmem.slabinfo",
6034                 .seq_show = mem_cgroup_slabinfo_read,
6035         },
6036 #endif
6037 #endif
6038         { },    /* terminate */
6039 };
6040
6041 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6042 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
6043         {
6044                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
6045                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
6046                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6047         },
6048         {
6049                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
6050                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
6051                 .write = mem_cgroup_reset,
6052                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6053         },
6054         {
6055                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
6056                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
6057                 .write = mem_cgroup_write,
6058                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6059         },
6060         {
6061                 .name = "memsw.failcnt",
6062                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
6063                 .write = mem_cgroup_reset,
6064                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6065         },
6066         { },    /* terminate */
6067 };
6068 #endif
6069 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6070 {
6071         struct mem_cgroup_per_node *pn;
6072         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
6073         int zone, tmp = node;
6074         /*
6075          * This routine is called against possible nodes.
6076          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
6077          *
6078          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
6079          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
6080          *       function.
6081          */
6082         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6083                 tmp = -1;
6084         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
6085         if (!pn)
6086                 return 1;
6087
6088         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6089                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
6090                 lruvec_init(&mz->lruvec);
6091                 mz->usage_in_excess = 0;
6092                 mz->on_tree = false;
6093                 mz->memcg = memcg;
6094         }
6095         memcg->nodeinfo[node] = pn;
6096         return 0;
6097 }
6098
6099 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6100 {
6101         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
6102 }
6103
6104 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
6105 {
6106         struct mem_cgroup *memcg;
6107         size_t size;
6108
6109         size = sizeof(struct mem_cgroup);
6110         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
6111
6112         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
6113         if (!memcg)
6114                 return NULL;
6115
6116         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
6117         if (!memcg->stat)
6118                 goto out_free;
6119         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
6120         return memcg;
6121
6122 out_free:
6123         kfree(memcg);
6124         return NULL;
6125 }
6126
6127 /*
6128  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
6129  * (scanning all at force_empty is too costly...)
6130  *
6131  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
6132  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
6133  * it goes down to 0.
6134  *
6135  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
6136  */
6137
6138 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
6139 {
6140         int node;
6141
6142         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
6143
6144         for_each_node(node)
6145                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
6146
6147         free_percpu(memcg->stat);
6148
6149         /*
6150          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
6151          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
6152          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
6153          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
6154          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
6155          *
6156          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
6157          * to move this code around, and make sure it is outside
6158          * the cgroup_lock.
6159          */
6160         disarm_static_keys(memcg);
6161         kfree(memcg);
6162 }
6163
6164 /*
6165  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
6166  */
6167 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
6168 {
6169         if (!memcg->res.parent)
6170                 return NULL;
6171         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
6172 }
6173 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
6174
6175 static void __init mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
6176 {
6177         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
6178         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
6179         int tmp, node, zone;
6180
6181         for_each_node(node) {
6182                 tmp = node;
6183                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6184                         tmp = -1;
6185                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
6186                 BUG_ON(!rtpn);
6187
6188                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
6189
6190                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6191                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
6192                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
6193                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
6194                 }
6195         }
6196 }
6197
6198 static struct cgroup_subsys_state * __ref
6199 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
6200 {
6201         struct mem_cgroup *memcg;
6202         long error = -ENOMEM;
6203         int node;
6204
6205         memcg = mem_cgroup_alloc();
6206         if (!memcg)
6207                 return ERR_PTR(error);
6208
6209         for_each_node(node)
6210                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
6211                         goto free_out;
6212
6213         /* root ? */
6214         if (parent_css == NULL) {
6215                 root_mem_cgroup = memcg;
6216                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6217                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6218                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6219         }
6220
6221         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
6222         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
6223         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
6224         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
6225         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
6226         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
6227         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
6228         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
6229
6230         return &memcg->css;
6231
6232 free_out:
6233         __mem_cgroup_free(memcg);
6234         return ERR_PTR(error);
6235 }
6236
6237 static int
6238 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
6239 {
6240         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6241         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css->parent);
6242
6243         if (css->id > MEM_CGROUP_ID_MAX)
6244                 return -ENOSPC;
6245
6246         if (!parent)
6247                 return 0;
6248
6249         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
6250
6251         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
6252         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
6253         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
6254
6255         if (parent->use_hierarchy) {
6256                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
6257                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
6258                 res_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
6259
6260                 /*
6261                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
6262                  * core guarantees its existence.
6263                  */
6264         } else {
6265                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6266                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6267                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6268                 /*
6269                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
6270                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
6271                  * unfortunate state in our controller.
6272                  */
6273                 if (parent != root_mem_cgroup)
6274                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
6275         }
6276         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
6277
6278         return memcg_init_kmem(memcg, &memory_cgrp_subsys);
6279 }
6280
6281 /*
6282  * Announce all parents that a group from their hierarchy is gone.
6283  */
6284 static void mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *memcg)
6285 {
6286         struct mem_cgroup *parent = memcg;
6287
6288         while ((parent = parent_mem_cgroup(parent)))
6289                 mem_cgroup_iter_invalidate(parent);
6290
6291         /*
6292          * if the root memcg is not hierarchical we have to check it
6293          * explicitely.
6294          */
6295         if (!root_mem_cgroup->use_hierarchy)
6296                 mem_cgroup_iter_invalidate(root_mem_cgroup);
6297 }
6298
6299 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
6300 {
6301         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6302         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
6303         struct cgroup_subsys_state *iter;
6304
6305         /*
6306          * Unregister events and notify userspace.
6307          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
6308          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
6309          */
6310         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
6311         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
6312                 list_del_init(&event->list);
6313                 schedule_work(&event->remove);
6314         }
6315         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
6316
6317         kmem_cgroup_css_offline(memcg);
6318
6319         mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(memcg);
6320
6321         /*
6322          * This requires that offlining is serialized.  Right now that is
6323          * guaranteed because css_killed_work_fn() holds the cgroup_mutex.
6324          */
6325         css_for_each_descendant_post(iter, css)
6326                 mem_cgroup_reparent_charges(mem_cgroup_from_css(iter));
6327
6328         memcg_unregister_all_caches(memcg);
6329         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
6330 }
6331
6332 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
6333 {
6334         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6335         /*
6336          * XXX: css_offline() would be where we should reparent all
6337          * memory to prepare the cgroup for destruction.  However,
6338          * memcg does not do css_tryget_online() and res_counter charging
6339          * under the same RCU lock region, which means that charging
6340          * could race with offlining.  Offlining only happens to
6341          * cgroups with no tasks in them but charges can show up
6342          * without any tasks from the swapin path when the target
6343          * memcg is looked up from the swapout record and not from the
6344          * current task as it usually is.  A race like this can leak
6345          * charges and put pages with stale cgroup pointers into
6346          * circulation:
6347          *
6348          * #0                        #1
6349          *                           lookup_swap_cgroup_id()
6350          *                           rcu_read_lock()
6351          *                           mem_cgroup_lookup()
6352          *                           css_tryget_online()
6353          *                           rcu_read_unlock()
6354          * disable css_tryget_online()
6355          * call_rcu()
6356          *   offline_css()
6357          *     reparent_charges()
6358          *                           res_counter_charge()
6359          *                           css_put()
6360          *                             css_free()
6361          *                           pc->mem_cgroup = dead memcg
6362          *                           add page to lru
6363          *
6364          * The bulk of the charges are still moved in offline_css() to
6365          * avoid pinning a lot of pages in case a long-term reference
6366          * like a swapout record is deferring the css_free() to long
6367          * after offlining.  But this makes sure we catch any charges
6368          * made after offlining:
6369          */
6370         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
6371
6372         memcg_destroy_kmem(memcg);
6373         __mem_cgroup_free(memcg);
6374 }
6375
6376 /**
6377  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
6378  * @css: the target css
6379  *
6380  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
6381  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
6382  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
6383  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
6384  * made visible again.
6385  *
6386  * The current implementation only resets the essential configurations.
6387  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
6388  */
6389 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
6390 {
6391         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6392
6393         mem_cgroup_resize_limit(memcg, ULLONG_MAX);
6394         mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, ULLONG_MAX);
6395         memcg_update_kmem_limit(memcg, ULLONG_MAX);
6396         res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, ULLONG_MAX);
6397 }
6398
6399 #ifdef CONFIG_MMU
6400 /* Handlers for move charge at task migration. */
6401 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
6402 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
6403 {
6404         int ret = 0;
6405         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6406         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
6407
6408         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6409                 mc.precharge += count;
6410                 /* we don't need css_get for root */
6411                 return ret;
6412         }
6413         /* try to charge at once */
6414         if (count > 1) {
6415                 struct res_counter *dummy;
6416                 /*
6417                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
6418                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
6419                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
6420                  * css_get().
6421                  */
6422                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
6423                         goto one_by_one;
6424                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
6425                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
6426                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
6427                         goto one_by_one;
6428                 }
6429                 mc.precharge += count;
6430                 return ret;
6431         }
6432 one_by_one:
6433         /* fall back to one by one charge */
6434         while (count--) {
6435                 if (signal_pending(current)) {
6436                         ret = -EINTR;
6437                         break;
6438                 }
6439                 if (!batch_count--) {
6440                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6441                         cond_resched();
6442                 }
6443                 ret = mem_cgroup_try_charge(memcg, GFP_KERNEL, 1, false);
6444                 if (ret)
6445                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
6446                         return ret;
6447                 mc.precharge++;
6448         }
6449         return ret;
6450 }
6451
6452 /**
6453  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
6454  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
6455  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
6456  * @ptent: the pte to be checked
6457  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
6458  *
6459  * Returns
6460  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
6461  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
6462  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
6463  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
6464  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
6465  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
6466  *     in target->ent.
6467  *
6468  * Called with pte lock held.
6469  */
6470 union mc_target {
6471         struct page     *page;
6472         swp_entry_t     ent;
6473 };
6474
6475 enum mc_target_type {
6476         MC_TARGET_NONE = 0,
6477         MC_TARGET_PAGE,
6478         MC_TARGET_SWAP,
6479 };
6480
6481 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
6482                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
6483 {
6484         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
6485
6486         if (!page || !page_mapped(page))
6487                 return NULL;
6488         if (PageAnon(page)) {
6489                 /* we don't move shared anon */
6490                 if (!move_anon())
6491                         return NULL;
6492         } else if (!move_file())
6493                 /* we ignore mapcount for file pages */
6494                 return NULL;
6495         if (!get_page_unless_zero(page))
6496                 return NULL;
6497
6498         return page;
6499 }
6500
6501 #ifdef CONFIG_SWAP
6502 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6503                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6504 {
6505         struct page *page = NULL;
6506         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
6507
6508         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
6509                 return NULL;
6510         /*
6511          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
6512          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
6513          */
6514         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
6515         if (do_swap_account)
6516                 entry->val = ent.val;
6517
6518         return page;
6519 }
6520 #else
6521 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6522                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6523 {
6524         return NULL;
6525 }
6526 #endif
6527
6528 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
6529                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6530 {
6531         struct page *page = NULL;
6532         struct address_space *mapping;
6533         pgoff_t pgoff;
6534
6535         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
6536                 return NULL;
6537         if (!move_file())
6538                 return NULL;
6539
6540         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
6541         if (pte_none(ptent))
6542                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
6543         else /* pte_file(ptent) is true */
6544                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
6545
6546         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
6547 #ifdef CONFIG_SWAP
6548         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
6549         if (shmem_mapping(mapping)) {
6550                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
6551                 if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
6552                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
6553                         if (do_swap_account)
6554                                 *entry = swp;
6555                         page = find_get_page(swap_address_space(swp), swp.val);
6556                 }
6557         } else
6558                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
6559 #else
6560         page = find_get_page(mapping, pgoff);
6561 #endif
6562         return page;
6563 }
6564
6565 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
6566                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
6567 {
6568         struct page *page = NULL;
6569         struct page_cgroup *pc;
6570         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6571         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
6572
6573         if (pte_present(ptent))
6574                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
6575         else if (is_swap_pte(ptent))
6576                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6577         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
6578                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6579
6580         if (!page && !ent.val)
6581                 return ret;
6582         if (page) {
6583                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6584                 /*
6585                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
6586                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
6587                  * the lock.
6588                  */
6589                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6590                         ret = MC_TARGET_PAGE;
6591                         if (target)
6592                                 target->page = page;
6593                 }
6594                 if (!ret || !target)
6595                         put_page(page);
6596         }
6597         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
6598         if (ent.val && !ret &&
6599             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
6600                 ret = MC_TARGET_SWAP;
6601                 if (target)
6602                         target->ent = ent;
6603         }
6604         return ret;
6605 }
6606
6607 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
6608 /*
6609  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
6610  * support them for now.
6611  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
6612  */
6613 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6614                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6615 {
6616         struct page *page = NULL;
6617         struct page_cgroup *pc;
6618         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6619
6620         page = pmd_page(pmd);
6621         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
6622         if (!move_anon())
6623                 return ret;
6624         pc = lookup_page_cgroup(page);
6625         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6626                 ret = MC_TARGET_PAGE;
6627                 if (target) {
6628                         get_page(page);
6629                         target->page = page;
6630                 }
6631         }
6632         return ret;
6633 }
6634 #else
6635 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6636                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6637 {
6638         return MC_TARGET_NONE;
6639 }
6640 #endif
6641
6642 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
6643                                         unsigned long addr, unsigned long end,
6644                                         struct mm_walk *walk)
6645 {
6646         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6647         pte_t *pte;
6648         spinlock_t *ptl;
6649
6650         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
6651                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
6652                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
6653                 spin_unlock(ptl);
6654                 return 0;
6655         }
6656
6657         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6658                 return 0;
6659         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6660         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
6661                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
6662                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
6663         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6664         cond_resched();
6665
6666         return 0;
6667 }
6668
6669 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
6670 {
6671         unsigned long precharge;
6672         struct vm_area_struct *vma;
6673
6674         down_read(&mm->mmap_sem);
6675         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6676                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
6677                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
6678                         .mm = mm,
6679                         .private = vma,
6680                 };
6681                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6682                         continue;
6683                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6684                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
6685         }
6686         up_read(&mm->mmap_sem);
6687
6688         precharge = mc.precharge;
6689         mc.precharge = 0;
6690
6691         return precharge;
6692 }
6693
6694 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
6695 {
6696         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
6697
6698         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
6699         mc.moving_task = current;
6700         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
6701 }
6702
6703 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
6704 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
6705 {
6706         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6707         struct mem_cgroup *to = mc.to;
6708         int i;
6709
6710         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
6711         if (mc.precharge) {
6712                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
6713                 mc.precharge = 0;
6714         }
6715         /*
6716          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
6717          * we must uncharge here.
6718          */
6719         if (mc.moved_charge) {
6720                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
6721                 mc.moved_charge = 0;
6722         }
6723         /* we must fixup refcnts and charges */
6724         if (mc.moved_swap) {
6725                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
6726                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
6727                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
6728                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6729
6730                 for (i = 0; i < mc.moved_swap; i++)
6731                         css_put(&mc.from->css);
6732
6733                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
6734                         /*
6735                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
6736                          * uncharge to->res.
6737                          */
6738                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
6739                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6740                 }
6741                 /* we've already done css_get(mc.to) */
6742                 mc.moved_swap = 0;
6743         }
6744         memcg_oom_recover(from);
6745         memcg_oom_recover(to);
6746         wake_up_all(&mc.waitq);
6747 }
6748
6749 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
6750 {
6751         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6752
6753         /*
6754          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
6755          * task migration.
6756          */
6757         mc.moving_task = NULL;
6758         __mem_cgroup_clear_mc();
6759         spin_lock(&mc.lock);
6760         mc.from = NULL;
6761         mc.to = NULL;
6762         spin_unlock(&mc.lock);
6763         mem_cgroup_end_move(from);
6764 }
6765
6766 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6767                                  struct cgroup_taskset *tset)
6768 {
6769         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6770         int ret = 0;
6771         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6772         unsigned long move_charge_at_immigrate;
6773
6774         /*
6775          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
6776          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
6777          * So we need to save it, and keep it going.
6778          */
6779         move_charge_at_immigrate  = memcg->move_charge_at_immigrate;
6780         if (move_charge_at_immigrate) {
6781                 struct mm_struct *mm;
6782                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
6783
6784                 VM_BUG_ON(from == memcg);
6785
6786                 mm = get_task_mm(p);
6787                 if (!mm)
6788                         return 0;
6789                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
6790                 if (mm->owner == p) {
6791                         VM_BUG_ON(mc.from);
6792                         VM_BUG_ON(mc.to);
6793                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
6794                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
6795                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
6796                         mem_cgroup_start_move(from);
6797                         spin_lock(&mc.lock);
6798                         mc.from = from;
6799                         mc.to = memcg;
6800                         mc.immigrate_flags = move_charge_at_immigrate;
6801                         spin_unlock(&mc.lock);
6802                         /* We set mc.moving_task later */
6803
6804                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6805                         if (ret)
6806                                 mem_cgroup_clear_mc();
6807                 }
6808                 mmput(mm);
6809         }
6810         return ret;
6811 }
6812
6813 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6814                                      struct cgroup_taskset *tset)
6815 {
6816         mem_cgroup_clear_mc();
6817 }
6818
6819 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6820                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6821                                 struct mm_walk *walk)
6822 {
6823         int ret = 0;
6824         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6825         pte_t *pte;
6826         spinlock_t *ptl;
6827         enum mc_target_type target_type;
6828         union mc_target target;
6829         struct page *page;
6830         struct page_cgroup *pc;
6831
6832         /*
6833          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
6834          * happens because:
6835          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
6836          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
6837          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
6838          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
6839          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
6840          *    part of thp split is not executed yet.
6841          */
6842         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
6843                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6844                         spin_unlock(ptl);
6845                         return 0;
6846                 }
6847                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6848                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6849                         page = target.page;
6850                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6851                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6852                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
6853                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
6854                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6855                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6856                                 }
6857                                 putback_lru_page(page);
6858                         }
6859                         put_page(page);
6860                 }
6861                 spin_unlock(ptl);
6862                 return 0;
6863         }
6864
6865         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6866                 return 0;
6867 retry:
6868         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6869         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6870                 pte_t ptent = *(pte++);
6871                 swp_entry_t ent;
6872
6873                 if (!mc.precharge)
6874                         break;
6875
6876                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6877                 case MC_TARGET_PAGE:
6878                         page = target.page;
6879                         if (isolate_lru_page(page))
6880                                 goto put;
6881                         pc = lookup_page_cgroup(page);
6882                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
6883                                                      mc.from, mc.to)) {
6884                                 mc.precharge--;
6885                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6886                                 mc.moved_charge++;
6887                         }
6888                         putback_lru_page(page);
6889 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6890                         put_page(page);
6891                         break;
6892                 case MC_TARGET_SWAP:
6893                         ent = target.ent;
6894                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6895                                 mc.precharge--;
6896                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
6897                                 mc.moved_swap++;
6898                         }
6899                         break;
6900                 default:
6901                         break;
6902                 }
6903         }
6904         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6905         cond_resched();
6906
6907         if (addr != end) {
6908                 /*
6909                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6910                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6911                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6912                  * phase.
6913                  */
6914                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6915                 if (!ret)
6916                         goto retry;
6917         }
6918
6919         return ret;
6920 }
6921
6922 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
6923 {
6924         struct vm_area_struct *vma;
6925
6926         lru_add_drain_all();
6927 retry:
6928         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
6929                 /*
6930                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
6931                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6932                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6933                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6934                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6935                  */
6936                 __mem_cgroup_clear_mc();
6937                 cond_resched();
6938                 goto retry;
6939         }
6940         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6941                 int ret;
6942                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
6943                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6944                         .mm = mm,
6945                         .private = vma,
6946                 };
6947                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6948                         continue;
6949                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6950                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
6951                 if (ret)
6952                         /*
6953                          * means we have consumed all precharges and failed in
6954                          * doing additional charge. Just abandon here.
6955                          */
6956                         break;
6957         }
6958         up_read(&mm->mmap_sem);
6959 }
6960
6961 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
6962                                  struct cgroup_taskset *tset)
6963 {
6964         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6965         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
6966
6967         if (mm) {
6968                 if (mc.to)
6969                         mem_cgroup_move_charge(mm);
6970                 mmput(mm);
6971         }
6972         if (mc.to)
6973                 mem_cgroup_clear_mc();
6974 }
6975 #else   /* !CONFIG_MMU */
6976 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6977                                  struct cgroup_taskset *tset)
6978 {
6979         return 0;
6980 }
6981 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6982                                      struct cgroup_taskset *tset)
6983 {
6984 }
6985 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
6986                                  struct cgroup_taskset *tset)
6987 {
6988 }
6989 #endif
6990
6991 /*
6992  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
6993  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
6994  * attempt.
6995  */
6996 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
6997 {
6998         /*
6999          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
7000          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
7001          * on for the root memcg is enough.
7002          */
7003         if (cgroup_on_dfl(root_css->cgroup))
7004                 mem_cgroup_from_css(root_css)->use_hierarchy = true;
7005 }
7006
7007 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
7008         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
7009         .css_online = mem_cgroup_css_online,
7010         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
7011         .css_free = mem_cgroup_css_free,
7012         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
7013         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
7014         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
7015         .attach = mem_cgroup_move_task,
7016         .bind = mem_cgroup_bind,
7017         .legacy_cftypes = mem_cgroup_files,
7018         .early_init = 0,
7019 };
7020
7021 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
7022 static int __init enable_swap_account(char *s)
7023 {
7024         if (!strcmp(s, "1"))
7025                 really_do_swap_account = 1;
7026         else if (!strcmp(s, "0"))
7027                 really_do_swap_account = 0;
7028         return 1;
7029 }
7030 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
7031
7032 static void __init memsw_file_init(void)
7033 {
7034         WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
7035                                           memsw_cgroup_files));
7036 }
7037
7038 static void __init enable_swap_cgroup(void)
7039 {
7040         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
7041                 do_swap_account = 1;
7042                 memsw_file_init();
7043         }
7044 }
7045
7046 #else
7047 static void __init enable_swap_cgroup(void)
7048 {
7049 }
7050 #endif
7051
7052 /*
7053  * subsys_initcall() for memory controller.
7054  *
7055  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
7056  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
7057  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
7058  * be initialized from here.
7059  */
7060 static int __init mem_cgroup_init(void)
7061 {
7062         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
7063         enable_swap_cgroup();
7064         mem_cgroup_soft_limit_tree_init();
7065         memcg_stock_init();
7066         return 0;
7067 }
7068 subsys_initcall(mem_cgroup_init);