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