mm: memcontrol: fold mem_cgroup_do_charge()
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * Kernel Memory Controller
14  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
15  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
16  *
17  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
18  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
19  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
20  * (at your option) any later version.
21  *
22  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
23  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
24  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
25  * GNU General Public License for more details.
26  */
27
28 #include <linux/res_counter.h>
29 #include <linux/memcontrol.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31 #include <linux/mm.h>
32 #include <linux/hugetlb.h>
33 #include <linux/pagemap.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/page-flags.h>
36 #include <linux/backing-dev.h>
37 #include <linux/bit_spinlock.h>
38 #include <linux/rcupdate.h>
39 #include <linux/limits.h>
40 #include <linux/export.h>
41 #include <linux/mutex.h>
42 #include <linux/rbtree.h>
43 #include <linux/slab.h>
44 #include <linux/swap.h>
45 #include <linux/swapops.h>
46 #include <linux/spinlock.h>
47 #include <linux/eventfd.h>
48 #include <linux/poll.h>
49 #include <linux/sort.h>
50 #include <linux/fs.h>
51 #include <linux/seq_file.h>
52 #include <linux/vmpressure.h>
53 #include <linux/mm_inline.h>
54 #include <linux/page_cgroup.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/oom.h>
57 #include <linux/lockdep.h>
58 #include <linux/file.h>
59 #include "internal.h"
60 #include <net/sock.h>
61 #include <net/ip.h>
62 #include <net/tcp_memcontrol.h>
63 #include "slab.h"
64
65 #include <asm/uaccess.h>
66
67 #include <trace/events/vmscan.h>
68
69 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
70 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
71
72 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
73 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
74
75 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
76 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
77 int do_swap_account __read_mostly;
78
79 /* for remember boot option*/
80 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
81 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
82 #else
83 static int really_do_swap_account __initdata;
84 #endif
85
86 #else
87 #define do_swap_account         0
88 #endif
89
90
91 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
92         "cache",
93         "rss",
94         "rss_huge",
95         "mapped_file",
96         "writeback",
97         "swap",
98 };
99
100 enum mem_cgroup_events_index {
101         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
102         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
103         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
104         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
105         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
106 };
107
108 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
109         "pgpgin",
110         "pgpgout",
111         "pgfault",
112         "pgmajfault",
113 };
114
115 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
116         "inactive_anon",
117         "active_anon",
118         "inactive_file",
119         "active_file",
120         "unevictable",
121 };
122
123 /*
124  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
125  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
126  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
127  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
128  */
129 enum mem_cgroup_events_target {
130         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
131         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
132         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
133         MEM_CGROUP_NTARGETS,
134 };
135 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
136 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
137 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
138
139 struct mem_cgroup_stat_cpu {
140         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
141         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
142         unsigned long nr_page_events;
143         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
144 };
145
146 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
147         /*
148          * last scanned hierarchy member. Valid only if last_dead_count
149          * matches memcg->dead_count of the hierarchy root group.
150          */
151         struct mem_cgroup *last_visited;
152         int last_dead_count;
153
154         /* scan generation, increased every round-trip */
155         unsigned int generation;
156 };
157
158 /*
159  * per-zone information in memory controller.
160  */
161 struct mem_cgroup_per_zone {
162         struct lruvec           lruvec;
163         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
164
165         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
166
167         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
168         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
169                                                 /* the soft limit is exceeded*/
170         bool                    on_tree;
171         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
172                                                 /* use container_of        */
173 };
174
175 struct mem_cgroup_per_node {
176         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
177 };
178
179 /*
180  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
181  * their hierarchy representation
182  */
183
184 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
185         struct rb_root rb_root;
186         spinlock_t lock;
187 };
188
189 struct mem_cgroup_tree_per_node {
190         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
191 };
192
193 struct mem_cgroup_tree {
194         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
195 };
196
197 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
198
199 struct mem_cgroup_threshold {
200         struct eventfd_ctx *eventfd;
201         u64 threshold;
202 };
203
204 /* For threshold */
205 struct mem_cgroup_threshold_ary {
206         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
207         int current_threshold;
208         /* Size of entries[] */
209         unsigned int size;
210         /* Array of thresholds */
211         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
212 };
213
214 struct mem_cgroup_thresholds {
215         /* Primary thresholds array */
216         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
217         /*
218          * Spare threshold array.
219          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
220          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
221          */
222         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
223 };
224
225 /* for OOM */
226 struct mem_cgroup_eventfd_list {
227         struct list_head list;
228         struct eventfd_ctx *eventfd;
229 };
230
231 /*
232  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
233  */
234 struct mem_cgroup_event {
235         /*
236          * memcg which the event belongs to.
237          */
238         struct mem_cgroup *memcg;
239         /*
240          * eventfd to signal userspace about the event.
241          */
242         struct eventfd_ctx *eventfd;
243         /*
244          * Each of these stored in a list by the cgroup.
245          */
246         struct list_head list;
247         /*
248          * register_event() callback will be used to add new userspace
249          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
250          * on eventfd to send notification to userspace.
251          */
252         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
253                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
254         /*
255          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
256          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
257          * if you want provide notification functionality.
258          */
259         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
260                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
261         /*
262          * All fields below needed to unregister event when
263          * userspace closes eventfd.
264          */
265         poll_table pt;
266         wait_queue_head_t *wqh;
267         wait_queue_t wait;
268         struct work_struct remove;
269 };
270
271 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
272 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
273
274 /*
275  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
276  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
277  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
278  * to help the administrator determine what knobs to tune.
279  *
280  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
281  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
282  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
283  * a feature that will be implemented much later in the future.
284  */
285 struct mem_cgroup {
286         struct cgroup_subsys_state css;
287         /*
288          * the counter to account for memory usage
289          */
290         struct res_counter res;
291
292         /* vmpressure notifications */
293         struct vmpressure vmpressure;
294
295         /*
296          * the counter to account for mem+swap usage.
297          */
298         struct res_counter memsw;
299
300         /*
301          * the counter to account for kernel memory usage.
302          */
303         struct res_counter kmem;
304         /*
305          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
306          */
307         bool use_hierarchy;
308         unsigned long kmem_account_flags; /* See KMEM_ACCOUNTED_*, below */
309
310         bool            oom_lock;
311         atomic_t        under_oom;
312         atomic_t        oom_wakeups;
313
314         int     swappiness;
315         /* OOM-Killer disable */
316         int             oom_kill_disable;
317
318         /* set when res.limit == memsw.limit */
319         bool            memsw_is_minimum;
320
321         /* protect arrays of thresholds */
322         struct mutex thresholds_lock;
323
324         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
325         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
326
327         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
328         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
329
330         /* For oom notifier event fd */
331         struct list_head oom_notify;
332
333         /*
334          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
335          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
336          */
337         unsigned long move_charge_at_immigrate;
338         /*
339          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
340          */
341         atomic_t        moving_account;
342         /* taken only while moving_account > 0 */
343         spinlock_t      move_lock;
344         /*
345          * percpu counter.
346          */
347         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
348         /*
349          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
350          * See mem_cgroup_read_stat().
351          */
352         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
353         spinlock_t pcp_counter_lock;
354
355         atomic_t        dead_count;
356 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
357         struct cg_proto tcp_mem;
358 #endif
359 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
360         /* analogous to slab_common's slab_caches list, but per-memcg;
361          * protected by memcg_slab_mutex */
362         struct list_head memcg_slab_caches;
363         /* Index in the kmem_cache->memcg_params->memcg_caches array */
364         int kmemcg_id;
365 #endif
366
367         int last_scanned_node;
368 #if MAX_NUMNODES > 1
369         nodemask_t      scan_nodes;
370         atomic_t        numainfo_events;
371         atomic_t        numainfo_updating;
372 #endif
373
374         /* List of events which userspace want to receive */
375         struct list_head event_list;
376         spinlock_t event_list_lock;
377
378         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[0];
379         /* WARNING: nodeinfo must be the last member here */
380 };
381
382 /* internal only representation about the status of kmem accounting. */
383 enum {
384         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, /* accounted by this cgroup itself */
385         KMEM_ACCOUNTED_DEAD, /* dead memcg with pending kmem charges */
386 };
387
388 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
389 static inline void memcg_kmem_set_active(struct mem_cgroup *memcg)
390 {
391         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
392 }
393
394 static bool memcg_kmem_is_active(struct mem_cgroup *memcg)
395 {
396         return test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
397 }
398
399 static void memcg_kmem_mark_dead(struct mem_cgroup *memcg)
400 {
401         /*
402          * Our caller must use css_get() first, because memcg_uncharge_kmem()
403          * will call css_put() if it sees the memcg is dead.
404          */
405         smp_wmb();
406         if (test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags))
407                 set_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD, &memcg->kmem_account_flags);
408 }
409
410 static bool memcg_kmem_test_and_clear_dead(struct mem_cgroup *memcg)
411 {
412         return test_and_clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD,
413                                   &memcg->kmem_account_flags);
414 }
415 #endif
416
417 /* Stuffs for move charges at task migration. */
418 /*
419  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" and
420  * "immigrate_flags" are treated as a left-shifted bitmap of these types.
421  */
422 enum move_type {
423         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
424         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
425         NR_MOVE_TYPE,
426 };
427
428 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
429 static struct move_charge_struct {
430         spinlock_t        lock; /* for from, to */
431         struct mem_cgroup *from;
432         struct mem_cgroup *to;
433         unsigned long immigrate_flags;
434         unsigned long precharge;
435         unsigned long moved_charge;
436         unsigned long moved_swap;
437         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
438         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
439 } mc = {
440         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
441         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
442 };
443
444 static bool move_anon(void)
445 {
446         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON, &mc.immigrate_flags);
447 }
448
449 static bool move_file(void)
450 {
451         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE, &mc.immigrate_flags);
452 }
453
454 /*
455  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
456  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
457  */
458 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
459 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
460
461 enum charge_type {
462         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
463         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
464         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
465         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
466         NR_CHARGE_TYPE,
467 };
468
469 /* for encoding cft->private value on file */
470 enum res_type {
471         _MEM,
472         _MEMSWAP,
473         _OOM_TYPE,
474         _KMEM,
475 };
476
477 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
478 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
479 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
480 /* Used for OOM nofiier */
481 #define OOM_CONTROL             (0)
482
483 /*
484  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
485  */
486 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
487 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
488 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
489 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
490
491 /*
492  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
493  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
494  * appearing has to hold it as well.
495  */
496 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
497
498 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
499 {
500         return s ? container_of(s, struct mem_cgroup, css) : NULL;
501 }
502
503 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
504 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
505 {
506         if (!memcg)
507                 memcg = root_mem_cgroup;
508         return &memcg->vmpressure;
509 }
510
511 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
512 {
513         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
514 }
515
516 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
517 {
518         return (memcg == root_mem_cgroup);
519 }
520
521 /*
522  * We restrict the id in the range of [1, 65535], so it can fit into
523  * an unsigned short.
524  */
525 #define MEM_CGROUP_ID_MAX       USHRT_MAX
526
527 static inline unsigned short mem_cgroup_id(struct mem_cgroup *memcg)
528 {
529         return memcg->css.id;
530 }
531
532 static inline struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
533 {
534         struct cgroup_subsys_state *css;
535
536         css = css_from_id(id, &memory_cgrp_subsys);
537         return mem_cgroup_from_css(css);
538 }
539
540 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
541 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
542
543 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
544 {
545         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
546                 struct mem_cgroup *memcg;
547                 struct cg_proto *cg_proto;
548
549                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
550
551                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
552                  * filled. It won't however, necessarily happen from
553                  * process context. So the test for root memcg given
554                  * the current task's memcg won't help us in this case.
555                  *
556                  * Respecting the original socket's memcg is a better
557                  * decision in this case.
558                  */
559                 if (sk->sk_cgrp) {
560                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
561                         css_get(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
562                         return;
563                 }
564
565                 rcu_read_lock();
566                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
567                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
568                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
569                     memcg_proto_active(cg_proto) &&
570                     css_tryget_online(&memcg->css)) {
571                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
572                 }
573                 rcu_read_unlock();
574         }
575 }
576 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
577
578 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
579 {
580         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
581                 struct mem_cgroup *memcg;
582                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
583                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
584                 css_put(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
585         }
586 }
587
588 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
589 {
590         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
591                 return NULL;
592
593         return &memcg->tcp_mem;
594 }
595 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
596
597 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
598 {
599         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem))
600                 return;
601         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
602 }
603 #else
604 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
605 {
606 }
607 #endif
608
609 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
610 /*
611  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params->memcg_caches.
612  * The main reason for not using cgroup id for this:
613  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
614  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
615  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
616  *  200 entry array for that.
617  *
618  * The current size of the caches array is stored in
619  * memcg_limited_groups_array_size.  It will double each time we have to
620  * increase it.
621  */
622 static DEFINE_IDA(kmem_limited_groups);
623 int memcg_limited_groups_array_size;
624
625 /*
626  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
627  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
628  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
629  * tunable, but that is strictly not necessary.
630  *
631  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
632  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
633  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
634  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
635  * increase ours as well if it increases.
636  */
637 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
638 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
639
640 /*
641  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
642  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
643  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
644  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
645  */
646 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
647 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
648
649 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
650 {
651         if (memcg_kmem_is_active(memcg)) {
652                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
653                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg->kmemcg_id);
654         }
655         /*
656          * This check can't live in kmem destruction function,
657          * since the charges will outlive the cgroup
658          */
659         WARN_ON(res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0);
660 }
661 #else
662 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
663 {
664 }
665 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
666
667 static void disarm_static_keys(struct mem_cgroup *memcg)
668 {
669         disarm_sock_keys(memcg);
670         disarm_kmem_keys(memcg);
671 }
672
673 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
674
675 static struct mem_cgroup_per_zone *
676 mem_cgroup_zone_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
677 {
678         int nid = zone_to_nid(zone);
679         int zid = zone_idx(zone);
680
681         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
682 }
683
684 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
685 {
686         return &memcg->css;
687 }
688
689 static struct mem_cgroup_per_zone *
690 mem_cgroup_page_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
691 {
692         int nid = page_to_nid(page);
693         int zid = page_zonenum(page);
694
695         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
696 }
697
698 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
699 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
700 {
701         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
702 }
703
704 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
705 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
706 {
707         int nid = page_to_nid(page);
708         int zid = page_zonenum(page);
709
710         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
711 }
712
713 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
714                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
715                                          unsigned long long new_usage_in_excess)
716 {
717         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
718         struct rb_node *parent = NULL;
719         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
720
721         if (mz->on_tree)
722                 return;
723
724         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
725         if (!mz->usage_in_excess)
726                 return;
727         while (*p) {
728                 parent = *p;
729                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
730                                         tree_node);
731                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
732                         p = &(*p)->rb_left;
733                 /*
734                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
735                  * limit by the same amount
736                  */
737                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
738                         p = &(*p)->rb_right;
739         }
740         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
741         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
742         mz->on_tree = true;
743 }
744
745 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
746                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
747 {
748         if (!mz->on_tree)
749                 return;
750         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
751         mz->on_tree = false;
752 }
753
754 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
755                                        struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
756 {
757         spin_lock(&mctz->lock);
758         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
759         spin_unlock(&mctz->lock);
760 }
761
762
763 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
764 {
765         unsigned long long excess;
766         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
767         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
768
769         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
770         /*
771          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
772          * because their event counter is not touched.
773          */
774         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
775                 mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
776                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
777                 /*
778                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
779                  * mem is over its softlimit.
780                  */
781                 if (excess || mz->on_tree) {
782                         spin_lock(&mctz->lock);
783                         /* if on-tree, remove it */
784                         if (mz->on_tree)
785                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
786                         /*
787                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
788                          * If excess is 0, no tree ops.
789                          */
790                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
791                         spin_unlock(&mctz->lock);
792                 }
793         }
794 }
795
796 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
797 {
798         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
799         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
800         int nid, zid;
801
802         for_each_node(nid) {
803                 for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
804                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
805                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(nid, zid);
806                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
807                 }
808         }
809 }
810
811 static struct mem_cgroup_per_zone *
812 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
813 {
814         struct rb_node *rightmost = NULL;
815         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
816
817 retry:
818         mz = NULL;
819         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
820         if (!rightmost)
821                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
822
823         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
824         /*
825          * Remove the node now but someone else can add it back,
826          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
827          * position in the tree.
828          */
829         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
830         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
831             !css_tryget_online(&mz->memcg->css))
832                 goto retry;
833 done:
834         return mz;
835 }
836
837 static struct mem_cgroup_per_zone *
838 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
839 {
840         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
841
842         spin_lock(&mctz->lock);
843         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
844         spin_unlock(&mctz->lock);
845         return mz;
846 }
847
848 /*
849  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
850  *
851  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
852  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
853  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
854  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
855  *
856  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
857  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
858  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
859  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
860  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
861  *
862  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
863  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
864  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
865  * implemented.
866  */
867 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
868                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
869 {
870         long val = 0;
871         int cpu;
872
873         get_online_cpus();
874         for_each_online_cpu(cpu)
875                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
876 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
877         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
878         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
879         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
880 #endif
881         put_online_cpus();
882         return val;
883 }
884
885 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
886                                          bool charge)
887 {
888         int val = (charge) ? 1 : -1;
889         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
890 }
891
892 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
893                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
894 {
895         unsigned long val = 0;
896         int cpu;
897
898         get_online_cpus();
899         for_each_online_cpu(cpu)
900                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
901 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
902         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
903         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
904         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
905 #endif
906         put_online_cpus();
907         return val;
908 }
909
910 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
911                                          struct page *page,
912                                          bool anon, int nr_pages)
913 {
914         /*
915          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
916          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
917          */
918         if (anon)
919                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
920                                 nr_pages);
921         else
922                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
923                                 nr_pages);
924
925         if (PageTransHuge(page))
926                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
927                                 nr_pages);
928
929         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
930         if (nr_pages > 0)
931                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
932         else {
933                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
934                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
935         }
936
937         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
938 }
939
940 unsigned long mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
941 {
942         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
943
944         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
945         return mz->lru_size[lru];
946 }
947
948 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
949                                                   int nid,
950                                                   unsigned int lru_mask)
951 {
952         unsigned long nr = 0;
953         int zid;
954
955         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
956
957         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
958                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
959                 enum lru_list lru;
960
961                 for_each_lru(lru) {
962                         if (!(BIT(lru) & lru_mask))
963                                 continue;
964                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
965                         nr += mz->lru_size[lru];
966                 }
967         }
968         return nr;
969 }
970
971 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
972                         unsigned int lru_mask)
973 {
974         unsigned long nr = 0;
975         int nid;
976
977         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
978                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
979         return nr;
980 }
981
982 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
983                                        enum mem_cgroup_events_target target)
984 {
985         unsigned long val, next;
986
987         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
988         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
989         /* from time_after() in jiffies.h */
990         if ((long)next - (long)val < 0) {
991                 switch (target) {
992                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
993                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
994                         break;
995                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
996                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
997                         break;
998                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
999                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
1000                         break;
1001                 default:
1002                         break;
1003                 }
1004                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
1005                 return true;
1006         }
1007         return false;
1008 }
1009
1010 /*
1011  * Check events in order.
1012  *
1013  */
1014 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
1015 {
1016         preempt_disable();
1017         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
1018         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1019                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
1020                 bool do_softlimit;
1021                 bool do_numainfo __maybe_unused;
1022
1023                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1024                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
1025 #if MAX_NUMNODES > 1
1026                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1027                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
1028 #endif
1029                 preempt_enable();
1030
1031                 mem_cgroup_threshold(memcg);
1032                 if (unlikely(do_softlimit))
1033                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
1034 #if MAX_NUMNODES > 1
1035                 if (unlikely(do_numainfo))
1036                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
1037 #endif
1038         } else
1039                 preempt_enable();
1040 }
1041
1042 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1043 {
1044         /*
1045          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1046          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1047          * So this can be called with p == NULL.
1048          */
1049         if (unlikely(!p))
1050                 return NULL;
1051
1052         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
1053 }
1054
1055 static struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1056 {
1057         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1058
1059         rcu_read_lock();
1060         do {
1061                 /*
1062                  * Page cache insertions can happen withou an
1063                  * actual mm context, e.g. during disk probing
1064                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
1065                  */
1066                 if (unlikely(!mm))
1067                         memcg = root_mem_cgroup;
1068                 else {
1069                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1070                         if (unlikely(!memcg))
1071                                 memcg = root_mem_cgroup;
1072                 }
1073         } while (!css_tryget_online(&memcg->css));
1074         rcu_read_unlock();
1075         return memcg;
1076 }
1077
1078 /*
1079  * Returns a next (in a pre-order walk) alive memcg (with elevated css
1080  * ref. count) or NULL if the whole root's subtree has been visited.
1081  *
1082  * helper function to be used by mem_cgroup_iter
1083  */
1084 static struct mem_cgroup *__mem_cgroup_iter_next(struct mem_cgroup *root,
1085                 struct mem_cgroup *last_visited)
1086 {
1087         struct cgroup_subsys_state *prev_css, *next_css;
1088
1089         prev_css = last_visited ? &last_visited->css : NULL;
1090 skip_node:
1091         next_css = css_next_descendant_pre(prev_css, &root->css);
1092
1093         /*
1094          * Even if we found a group we have to make sure it is
1095          * alive. css && !memcg means that the groups should be
1096          * skipped and we should continue the tree walk.
1097          * last_visited css is safe to use because it is
1098          * protected by css_get and the tree walk is rcu safe.
1099          *
1100          * We do not take a reference on the root of the tree walk
1101          * because we might race with the root removal when it would
1102          * be the only node in the iterated hierarchy and mem_cgroup_iter
1103          * would end up in an endless loop because it expects that at
1104          * least one valid node will be returned. Root cannot disappear
1105          * because caller of the iterator should hold it already so
1106          * skipping css reference should be safe.
1107          */
1108         if (next_css) {
1109                 if ((next_css == &root->css) ||
1110                     ((next_css->flags & CSS_ONLINE) &&
1111                      css_tryget_online(next_css)))
1112                         return mem_cgroup_from_css(next_css);
1113
1114                 prev_css = next_css;
1115                 goto skip_node;
1116         }
1117
1118         return NULL;
1119 }
1120
1121 static void mem_cgroup_iter_invalidate(struct mem_cgroup *root)
1122 {
1123         /*
1124          * When a group in the hierarchy below root is destroyed, the
1125          * hierarchy iterator can no longer be trusted since it might
1126          * have pointed to the destroyed group.  Invalidate it.
1127          */
1128         atomic_inc(&root->dead_count);
1129 }
1130
1131 static struct mem_cgroup *
1132 mem_cgroup_iter_load(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1133                      struct mem_cgroup *root,
1134                      int *sequence)
1135 {
1136         struct mem_cgroup *position = NULL;
1137         /*
1138          * A cgroup destruction happens in two stages: offlining and
1139          * release.  They are separated by a RCU grace period.
1140          *
1141          * If the iterator is valid, we may still race with an
1142          * offlining.  The RCU lock ensures the object won't be
1143          * released, tryget will fail if we lost the race.
1144          */
1145         *sequence = atomic_read(&root->dead_count);
1146         if (iter->last_dead_count == *sequence) {
1147                 smp_rmb();
1148                 position = iter->last_visited;
1149
1150                 /*
1151                  * We cannot take a reference to root because we might race
1152                  * with root removal and returning NULL would end up in
1153                  * an endless loop on the iterator user level when root
1154                  * would be returned all the time.
1155                  */
1156                 if (position && position != root &&
1157                     !css_tryget_online(&position->css))
1158                         position = NULL;
1159         }
1160         return position;
1161 }
1162
1163 static void mem_cgroup_iter_update(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1164                                    struct mem_cgroup *last_visited,
1165                                    struct mem_cgroup *new_position,
1166                                    struct mem_cgroup *root,
1167                                    int sequence)
1168 {
1169         /* root reference counting symmetric to mem_cgroup_iter_load */
1170         if (last_visited && last_visited != root)
1171                 css_put(&last_visited->css);
1172         /*
1173          * We store the sequence count from the time @last_visited was
1174          * loaded successfully instead of rereading it here so that we
1175          * don't lose destruction events in between.  We could have
1176          * raced with the destruction of @new_position after all.
1177          */
1178         iter->last_visited = new_position;
1179         smp_wmb();
1180         iter->last_dead_count = sequence;
1181 }
1182
1183 /**
1184  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1185  * @root: hierarchy root
1186  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1187  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1188  *
1189  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1190  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1191  *
1192  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1193  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1194  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1195  *
1196  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
1197  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1198  * reclaimers operating on the same zone and priority.
1199  */
1200 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1201                                    struct mem_cgroup *prev,
1202                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1203 {
1204         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1205         struct mem_cgroup *last_visited = NULL;
1206
1207         if (mem_cgroup_disabled())
1208                 return NULL;
1209
1210         if (!root)
1211                 root = root_mem_cgroup;
1212
1213         if (prev && !reclaim)
1214                 last_visited = prev;
1215
1216         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1217                 if (prev)
1218                         goto out_css_put;
1219                 return root;
1220         }
1221
1222         rcu_read_lock();
1223         while (!memcg) {
1224                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1225                 int uninitialized_var(seq);
1226
1227                 if (reclaim) {
1228                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1229
1230                         mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(root, reclaim->zone);
1231                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
1232                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation) {
1233                                 iter->last_visited = NULL;
1234                                 goto out_unlock;
1235                         }
1236
1237                         last_visited = mem_cgroup_iter_load(iter, root, &seq);
1238                 }
1239
1240                 memcg = __mem_cgroup_iter_next(root, last_visited);
1241
1242                 if (reclaim) {
1243                         mem_cgroup_iter_update(iter, last_visited, memcg, root,
1244                                         seq);
1245
1246                         if (!memcg)
1247                                 iter->generation++;
1248                         else if (!prev && memcg)
1249                                 reclaim->generation = iter->generation;
1250                 }
1251
1252                 if (prev && !memcg)
1253                         goto out_unlock;
1254         }
1255 out_unlock:
1256         rcu_read_unlock();
1257 out_css_put:
1258         if (prev && prev != root)
1259                 css_put(&prev->css);
1260
1261         return memcg;
1262 }
1263
1264 /**
1265  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1266  * @root: hierarchy root
1267  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1268  */
1269 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1270                            struct mem_cgroup *prev)
1271 {
1272         if (!root)
1273                 root = root_mem_cgroup;
1274         if (prev && prev != root)
1275                 css_put(&prev->css);
1276 }
1277
1278 /*
1279  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1280  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1281  * be used for reference counting.
1282  */
1283 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1284         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1285              iter != NULL;                              \
1286              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1287
1288 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1289         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1290              iter != NULL;                              \
1291              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1292
1293 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1294 {
1295         struct mem_cgroup *memcg;
1296
1297         rcu_read_lock();
1298         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1299         if (unlikely(!memcg))
1300                 goto out;
1301
1302         switch (idx) {
1303         case PGFAULT:
1304                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1305                 break;
1306         case PGMAJFAULT:
1307                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1308                 break;
1309         default:
1310                 BUG();
1311         }
1312 out:
1313         rcu_read_unlock();
1314 }
1315 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1316
1317 /**
1318  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1319  * @zone: zone of the wanted lruvec
1320  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1321  *
1322  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1323  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1324  * is disabled.
1325  */
1326 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1327                                       struct mem_cgroup *memcg)
1328 {
1329         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1330         struct lruvec *lruvec;
1331
1332         if (mem_cgroup_disabled()) {
1333                 lruvec = &zone->lruvec;
1334                 goto out;
1335         }
1336
1337         mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(memcg, zone);
1338         lruvec = &mz->lruvec;
1339 out:
1340         /*
1341          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1342          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1343          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1344          */
1345         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1346                 lruvec->zone = zone;
1347         return lruvec;
1348 }
1349
1350 /*
1351  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1352  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1353  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1354  *
1355  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1356  * 1. charge
1357  * 2. moving account
1358  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1359  * It is added to LRU before charge.
1360  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1361  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1362  */
1363
1364 /**
1365  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1366  * @page: the page
1367  * @zone: zone of the page
1368  */
1369 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1370 {
1371         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1372         struct mem_cgroup *memcg;
1373         struct page_cgroup *pc;
1374         struct lruvec *lruvec;
1375
1376         if (mem_cgroup_disabled()) {
1377                 lruvec = &zone->lruvec;
1378                 goto out;
1379         }
1380
1381         pc = lookup_page_cgroup(page);
1382         memcg = pc->mem_cgroup;
1383
1384         /*
1385          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1386          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1387          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1388          *
1389          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1390          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1391          * of pc->mem_cgroup safe.
1392          */
1393         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1394                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1395
1396         mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
1397         lruvec = &mz->lruvec;
1398 out:
1399         /*
1400          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1401          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1402          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1403          */
1404         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1405                 lruvec->zone = zone;
1406         return lruvec;
1407 }
1408
1409 /**
1410  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1411  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1412  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1413  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1414  *
1415  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1416  * lru list.
1417  */
1418 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1419                                 int nr_pages)
1420 {
1421         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1422         unsigned long *lru_size;
1423
1424         if (mem_cgroup_disabled())
1425                 return;
1426
1427         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1428         lru_size = mz->lru_size + lru;
1429         *lru_size += nr_pages;
1430         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1431 }
1432
1433 /*
1434  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1435  * hierarchy subtree
1436  */
1437 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1438                                   struct mem_cgroup *memcg)
1439 {
1440         if (root_memcg == memcg)
1441                 return true;
1442         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1443                 return false;
1444         return cgroup_is_descendant(memcg->css.cgroup, root_memcg->css.cgroup);
1445 }
1446
1447 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1448                                        struct mem_cgroup *memcg)
1449 {
1450         bool ret;
1451
1452         rcu_read_lock();
1453         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1454         rcu_read_unlock();
1455         return ret;
1456 }
1457
1458 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task,
1459                         const struct mem_cgroup *memcg)
1460 {
1461         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1462         struct task_struct *p;
1463         bool ret;
1464
1465         p = find_lock_task_mm(task);
1466         if (p) {
1467                 curr = get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1468                 task_unlock(p);
1469         } else {
1470                 /*
1471                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1472                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1473                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1474                  */
1475                 rcu_read_lock();
1476                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1477                 if (curr)
1478                         css_get(&curr->css);
1479                 rcu_read_unlock();
1480         }
1481         /*
1482          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1483          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1484          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1485          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1486          */
1487         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1488         css_put(&curr->css);
1489         return ret;
1490 }
1491
1492 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1493 {
1494         unsigned long inactive_ratio;
1495         unsigned long inactive;
1496         unsigned long active;
1497         unsigned long gb;
1498
1499         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1500         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1501
1502         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1503         if (gb)
1504                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1505         else
1506                 inactive_ratio = 1;
1507
1508         return inactive * inactive_ratio < active;
1509 }
1510
1511 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1512         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1513
1514 /**
1515  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1516  * @memcg: the memory cgroup
1517  *
1518  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1519  * pages.
1520  */
1521 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1522 {
1523         unsigned long long margin;
1524
1525         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1526         if (do_swap_account)
1527                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1528         return margin >> PAGE_SHIFT;
1529 }
1530
1531 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1532 {
1533         /* root ? */
1534         if (mem_cgroup_disabled() || !memcg->css.parent)
1535                 return vm_swappiness;
1536
1537         return memcg->swappiness;
1538 }
1539
1540 /*
1541  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1542  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1543  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1544  * rcu_read_lock(), like this:
1545  *
1546  *         CPU-A                                    CPU-B
1547  *                                              rcu_read_lock()
1548  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1549  *                                                   take heavy locks.
1550  *         synchronize_rcu()                    update something.
1551  *                                              rcu_read_unlock()
1552  *         start move here.
1553  */
1554
1555 /* for quick checking without looking up memcg */
1556 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1557
1558 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1559 {
1560         atomic_inc(&memcg_moving);
1561         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1562         synchronize_rcu();
1563 }
1564
1565 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1566 {
1567         /*
1568          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1569          * We check NULL in callee rather than caller.
1570          */
1571         if (memcg) {
1572                 atomic_dec(&memcg_moving);
1573                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1574         }
1575 }
1576
1577 /*
1578  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1579  *
1580  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1581  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1582  * caused by "move".
1583  */
1584 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1585 {
1586         struct mem_cgroup *from;
1587         struct mem_cgroup *to;
1588         bool ret = false;
1589         /*
1590          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1591          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1592          */
1593         spin_lock(&mc.lock);
1594         from = mc.from;
1595         to = mc.to;
1596         if (!from)
1597                 goto unlock;
1598
1599         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1600                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1601 unlock:
1602         spin_unlock(&mc.lock);
1603         return ret;
1604 }
1605
1606 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1607 {
1608         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1609                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1610                         DEFINE_WAIT(wait);
1611                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1612                         /* moving charge context might have finished. */
1613                         if (mc.moving_task)
1614                                 schedule();
1615                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1616                         return true;
1617                 }
1618         }
1619         return false;
1620 }
1621
1622 /*
1623  * Take this lock when
1624  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1625  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1626  */
1627 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1628                                   unsigned long *flags)
1629 {
1630         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1631 }
1632
1633 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1634                                 unsigned long *flags)
1635 {
1636         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1637 }
1638
1639 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1640 /**
1641  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1642  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1643  * @p: Task that is going to be killed
1644  *
1645  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1646  * enabled
1647  */
1648 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1649 {
1650         /* oom_info_lock ensures that parallel ooms do not interleave */
1651         static DEFINE_MUTEX(oom_info_lock);
1652         struct mem_cgroup *iter;
1653         unsigned int i;
1654
1655         if (!p)
1656                 return;
1657
1658         mutex_lock(&oom_info_lock);
1659         rcu_read_lock();
1660
1661         pr_info("Task in ");
1662         pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1663         pr_info(" killed as a result of limit of ");
1664         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1665         pr_info("\n");
1666
1667         rcu_read_unlock();
1668
1669         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1670                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1671                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1672                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1673         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1674                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1675                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1676                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1677         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1678                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) >> 10,
1679                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_LIMIT) >> 10,
1680                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_FAILCNT));
1681
1682         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1683                 pr_info("Memory cgroup stats for ");
1684                 pr_cont_cgroup_path(iter->css.cgroup);
1685                 pr_cont(":");
1686
1687                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1688                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1689                                 continue;
1690                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1691                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1692                 }
1693
1694                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1695                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1696                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1697
1698                 pr_cont("\n");
1699         }
1700         mutex_unlock(&oom_info_lock);
1701 }
1702
1703 /*
1704  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1705  * 1(self count) if no children.
1706  */
1707 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1708 {
1709         int num = 0;
1710         struct mem_cgroup *iter;
1711
1712         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1713                 num++;
1714         return num;
1715 }
1716
1717 /*
1718  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1719  */
1720 static u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1721 {
1722         u64 limit;
1723
1724         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1725
1726         /*
1727          * Do not consider swap space if we cannot swap due to swappiness
1728          */
1729         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1730                 u64 memsw;
1731
1732                 limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1733                 memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1734
1735                 /*
1736                  * If memsw is finite and limits the amount of swap space
1737                  * available to this memcg, return that limit.
1738                  */
1739                 limit = min(limit, memsw);
1740         }
1741
1742         return limit;
1743 }
1744
1745 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1746                                      int order)
1747 {
1748         struct mem_cgroup *iter;
1749         unsigned long chosen_points = 0;
1750         unsigned long totalpages;
1751         unsigned int points = 0;
1752         struct task_struct *chosen = NULL;
1753
1754         /*
1755          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1756          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1757          * quickly exit and free its memory.
1758          */
1759         if (fatal_signal_pending(current) || current->flags & PF_EXITING) {
1760                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1761                 return;
1762         }
1763
1764         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1765         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) >> PAGE_SHIFT ? : 1;
1766         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1767                 struct css_task_iter it;
1768                 struct task_struct *task;
1769
1770                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
1771                 while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1772                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1773                                                         false)) {
1774                         case OOM_SCAN_SELECT:
1775                                 if (chosen)
1776                                         put_task_struct(chosen);
1777                                 chosen = task;
1778                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1779                                 get_task_struct(chosen);
1780                                 /* fall through */
1781                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1782                                 continue;
1783                         case OOM_SCAN_ABORT:
1784                                 css_task_iter_end(&it);
1785                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1786                                 if (chosen)
1787                                         put_task_struct(chosen);
1788                                 return;
1789                         case OOM_SCAN_OK:
1790                                 break;
1791                         };
1792                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1793                         if (!points || points < chosen_points)
1794                                 continue;
1795                         /* Prefer thread group leaders for display purposes */
1796                         if (points == chosen_points &&
1797                             thread_group_leader(chosen))
1798                                 continue;
1799
1800                         if (chosen)
1801                                 put_task_struct(chosen);
1802                         chosen = task;
1803                         chosen_points = points;
1804                         get_task_struct(chosen);
1805                 }
1806                 css_task_iter_end(&it);
1807         }
1808
1809         if (!chosen)
1810                 return;
1811         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1812         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1813                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1814 }
1815
1816 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1817                                         gfp_t gfp_mask,
1818                                         unsigned long flags)
1819 {
1820         unsigned long total = 0;
1821         bool noswap = false;
1822         int loop;
1823
1824         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1825                 noswap = true;
1826         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1827                 noswap = true;
1828
1829         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1830                 if (loop)
1831                         drain_all_stock_async(memcg);
1832                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1833                 /*
1834                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1835                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1836                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1837                  */
1838                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1839                         break;
1840                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1841                         break;
1842                 /*
1843                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1844                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1845                  */
1846                 if (loop && !total)
1847                         break;
1848         }
1849         return total;
1850 }
1851
1852 /**
1853  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1854  * @memcg: the target memcg
1855  * @nid: the node ID to be checked.
1856  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1857  *
1858  * This function returns whether the specified memcg contains any
1859  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1860  * pages in the node.
1861  */
1862 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1863                 int nid, bool noswap)
1864 {
1865         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1866                 return true;
1867         if (noswap || !total_swap_pages)
1868                 return false;
1869         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1870                 return true;
1871         return false;
1872
1873 }
1874 #if MAX_NUMNODES > 1
1875
1876 /*
1877  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1878  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1879  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1880  *
1881  */
1882 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1883 {
1884         int nid;
1885         /*
1886          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1887          * pagein/pageout changes since the last update.
1888          */
1889         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1890                 return;
1891         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1892                 return;
1893
1894         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1895         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1896
1897         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1898
1899                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1900                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1901         }
1902
1903         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1904         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1905 }
1906
1907 /*
1908  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1909  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1910  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1911  *
1912  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1913  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1914  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1915  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1916  *
1917  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1918  */
1919 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1920 {
1921         int node;
1922
1923         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1924         node = memcg->last_scanned_node;
1925
1926         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1927         if (node == MAX_NUMNODES)
1928                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1929         /*
1930          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1931          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1932          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1933          * we use curret node.
1934          */
1935         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1936                 node = numa_node_id();
1937
1938         memcg->last_scanned_node = node;
1939         return node;
1940 }
1941
1942 /*
1943  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1944  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1945  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1946  * enough new information. We need to do double check.
1947  */
1948 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1949 {
1950         int nid;
1951
1952         /*
1953          * quick check...making use of scan_node.
1954          * We can skip unused nodes.
1955          */
1956         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1957                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1958                      nid < MAX_NUMNODES;
1959                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1960
1961                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1962                                 return true;
1963                 }
1964         }
1965         /*
1966          * Check rest of nodes.
1967          */
1968         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
1969                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1970                         continue;
1971                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1972                         return true;
1973         }
1974         return false;
1975 }
1976
1977 #else
1978 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1979 {
1980         return 0;
1981 }
1982
1983 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1984 {
1985         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
1986 }
1987 #endif
1988
1989 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1990                                    struct zone *zone,
1991                                    gfp_t gfp_mask,
1992                                    unsigned long *total_scanned)
1993 {
1994         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1995         int total = 0;
1996         int loop = 0;
1997         unsigned long excess;
1998         unsigned long nr_scanned;
1999         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
2000                 .zone = zone,
2001                 .priority = 0,
2002         };
2003
2004         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
2005
2006         while (1) {
2007                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
2008                 if (!victim) {
2009                         loop++;
2010                         if (loop >= 2) {
2011                                 /*
2012                                  * If we have not been able to reclaim
2013                                  * anything, it might because there are
2014                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
2015                                  */
2016                                 if (!total)
2017                                         break;
2018                                 /*
2019                                  * We want to do more targeted reclaim.
2020                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
2021                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
2022                                  * coming back to reclaim from this cgroup
2023                                  */
2024                                 if (total >= (excess >> 2) ||
2025                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
2026                                         break;
2027                         }
2028                         continue;
2029                 }
2030                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
2031                         continue;
2032                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
2033                                                      zone, &nr_scanned);
2034                 *total_scanned += nr_scanned;
2035                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
2036                         break;
2037         }
2038         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
2039         return total;
2040 }
2041
2042 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
2043 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
2044         .name = "memcg_oom_lock",
2045 };
2046 #endif
2047
2048 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
2049
2050 /*
2051  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
2052  * If someone is running, return false.
2053  */
2054 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
2055 {
2056         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
2057
2058         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2059
2060         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2061                 if (iter->oom_lock) {
2062                         /*
2063                          * this subtree of our hierarchy is already locked
2064                          * so we cannot give a lock.
2065                          */
2066                         failed = iter;
2067                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2068                         break;
2069                 } else
2070                         iter->oom_lock = true;
2071         }
2072
2073         if (failed) {
2074                 /*
2075                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
2076                  * to clean up what we set up to the failing subtree
2077                  */
2078                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2079                         if (iter == failed) {
2080                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2081                                 break;
2082                         }
2083                         iter->oom_lock = false;
2084                 }
2085         } else
2086                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
2087
2088         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2089
2090         return !failed;
2091 }
2092
2093 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
2094 {
2095         struct mem_cgroup *iter;
2096
2097         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2098         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
2099         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2100                 iter->oom_lock = false;
2101         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2102 }
2103
2104 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2105 {
2106         struct mem_cgroup *iter;
2107
2108         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2109                 atomic_inc(&iter->under_oom);
2110 }
2111
2112 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2113 {
2114         struct mem_cgroup *iter;
2115
2116         /*
2117          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
2118          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
2119          * atomic_add_unless() here.
2120          */
2121         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2122                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
2123 }
2124
2125 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
2126
2127 struct oom_wait_info {
2128         struct mem_cgroup *memcg;
2129         wait_queue_t    wait;
2130 };
2131
2132 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
2133         unsigned mode, int sync, void *arg)
2134 {
2135         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
2136         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
2137         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
2138
2139         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
2140         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
2141
2142         /*
2143          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
2144          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
2145          */
2146         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
2147                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
2148                 return 0;
2149         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
2150 }
2151
2152 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2153 {
2154         atomic_inc(&memcg->oom_wakeups);
2155         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
2156         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
2157 }
2158
2159 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
2160 {
2161         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
2162                 memcg_wakeup_oom(memcg);
2163 }
2164
2165 static void mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
2166 {
2167         if (!current->memcg_oom.may_oom)
2168                 return;
2169         /*
2170          * We are in the middle of the charge context here, so we
2171          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
2172          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
2173          *
2174          * Also, the caller may handle a failed allocation gracefully
2175          * (like optional page cache readahead) and so an OOM killer
2176          * invocation might not even be necessary.
2177          *
2178          * That's why we don't do anything here except remember the
2179          * OOM context and then deal with it at the end of the page
2180          * fault when the stack is unwound, the locks are released,
2181          * and when we know whether the fault was overall successful.
2182          */
2183         css_get(&memcg->css);
2184         current->memcg_oom.memcg = memcg;
2185         current->memcg_oom.gfp_mask = mask;
2186         current->memcg_oom.order = order;
2187 }
2188
2189 /**
2190  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
2191  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
2192  *
2193  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
2194  * handler was enabled.
2195  *
2196  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
2197  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
2198  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
2199  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
2200  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
2201  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
2202  *
2203  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
2204  * completed, %false otherwise.
2205  */
2206 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
2207 {
2208         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_oom.memcg;
2209         struct oom_wait_info owait;
2210         bool locked;
2211
2212         /* OOM is global, do not handle */
2213         if (!memcg)
2214                 return false;
2215
2216         if (!handle)
2217                 goto cleanup;
2218
2219         owait.memcg = memcg;
2220         owait.wait.flags = 0;
2221         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2222         owait.wait.private = current;
2223         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
2224
2225         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2226         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2227
2228         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
2229
2230         if (locked)
2231                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2232
2233         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
2234                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2235                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2236                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom.gfp_mask,
2237                                          current->memcg_oom.order);
2238         } else {
2239                 schedule();
2240                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2241                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2242         }
2243
2244         if (locked) {
2245                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2246                 /*
2247                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
2248                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
2249                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
2250                  */
2251                 memcg_oom_recover(memcg);
2252         }
2253 cleanup:
2254         current->memcg_oom.memcg = NULL;
2255         css_put(&memcg->css);
2256         return true;
2257 }
2258
2259 /*
2260  * Used to update mapped file or writeback or other statistics.
2261  *
2262  * Notes: Race condition
2263  *
2264  * We usually use lock_page_cgroup() for accessing page_cgroup member but
2265  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
2266  * to do so _always_.
2267  *
2268  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
2269  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
2270  * are no race with "charge".
2271  *
2272  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
2273  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
2274  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
2275  * by flags.
2276  *
2277  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
2278  * small, we check memcg->moving_account and detect there are possibility
2279  * of race or not. If there is, we take a lock.
2280  */
2281
2282 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
2283                                 bool *locked, unsigned long *flags)
2284 {
2285         struct mem_cgroup *memcg;
2286         struct page_cgroup *pc;
2287
2288         pc = lookup_page_cgroup(page);
2289 again:
2290         memcg = pc->mem_cgroup;
2291         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2292                 return;
2293         /*
2294          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
2295          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
2296          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
2297          * rcu_read_unlock().
2298          */
2299         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
2300         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2301                 return;
2302
2303         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2304         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2305                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2306                 goto again;
2307         }
2308         *locked = true;
2309 }
2310
2311 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
2312 {
2313         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2314
2315         /*
2316          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
2317          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
2318          * should take move_lock_mem_cgroup().
2319          */
2320         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
2321 }
2322
2323 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
2324                                  enum mem_cgroup_stat_index idx, int val)
2325 {
2326         struct mem_cgroup *memcg;
2327         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2328         unsigned long uninitialized_var(flags);
2329
2330         if (mem_cgroup_disabled())
2331                 return;
2332
2333         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
2334         memcg = pc->mem_cgroup;
2335         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2336                 return;
2337
2338         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2339 }
2340
2341 /*
2342  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2343  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2344  */
2345 #define CHARGE_BATCH    32U
2346 struct memcg_stock_pcp {
2347         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2348         unsigned int nr_pages;
2349         struct work_struct work;
2350         unsigned long flags;
2351 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2352 };
2353 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2354 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2355
2356 /**
2357  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2358  * @memcg: memcg to consume from.
2359  * @nr_pages: how many pages to charge.
2360  *
2361  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2362  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2363  * service an allocation will refill the stock.
2364  *
2365  * returns true if successful, false otherwise.
2366  */
2367 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2368 {
2369         struct memcg_stock_pcp *stock;
2370         bool ret = true;
2371
2372         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2373                 return false;
2374
2375         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2376         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages)
2377                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2378         else /* need to call res_counter_charge */
2379                 ret = false;
2380         put_cpu_var(memcg_stock);
2381         return ret;
2382 }
2383
2384 /*
2385  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2386  */
2387 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2388 {
2389         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2390
2391         if (stock->nr_pages) {
2392                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2393
2394                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2395                 if (do_swap_account)
2396                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2397                 stock->nr_pages = 0;
2398         }
2399         stock->cached = NULL;
2400 }
2401
2402 /*
2403  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2404  * a thread which is pinned to local cpu.
2405  */
2406 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2407 {
2408         struct memcg_stock_pcp *stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2409         drain_stock(stock);
2410         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2411 }
2412
2413 static void __init memcg_stock_init(void)
2414 {
2415         int cpu;
2416
2417         for_each_possible_cpu(cpu) {
2418                 struct memcg_stock_pcp *stock =
2419                                         &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2420                 INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
2421         }
2422 }
2423
2424 /*
2425  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2426  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2427  */
2428 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2429 {
2430         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2431
2432         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2433                 drain_stock(stock);
2434                 stock->cached = memcg;
2435         }
2436         stock->nr_pages += nr_pages;
2437         put_cpu_var(memcg_stock);
2438 }
2439
2440 /*
2441  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2442  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2443  * until the work is done.
2444  */
2445 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2446 {
2447         int cpu, curcpu;
2448
2449         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2450         get_online_cpus();
2451         curcpu = get_cpu();
2452         for_each_online_cpu(cpu) {
2453                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2454                 struct mem_cgroup *memcg;
2455
2456                 memcg = stock->cached;
2457                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2458                         continue;
2459                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2460                         continue;
2461                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2462                         if (cpu == curcpu)
2463                                 drain_local_stock(&stock->work);
2464                         else
2465                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2466                 }
2467         }
2468         put_cpu();
2469
2470         if (!sync)
2471                 goto out;
2472
2473         for_each_online_cpu(cpu) {
2474                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2475                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2476                         flush_work(&stock->work);
2477         }
2478 out:
2479         put_online_cpus();
2480 }
2481
2482 /*
2483  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2484  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2485  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2486  * it.
2487  */
2488 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2489 {
2490         /*
2491          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2492          */
2493         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2494                 return;
2495         drain_all_stock(root_memcg, false);
2496         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2497 }
2498
2499 /* This is a synchronous drain interface. */
2500 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2501 {
2502         /* called when force_empty is called */
2503         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2504         drain_all_stock(root_memcg, true);
2505         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2506 }
2507
2508 /*
2509  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2510  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2511  */
2512 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2513 {
2514         int i;
2515
2516         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2517         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2518                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2519
2520                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2521                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2522         }
2523         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2524                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2525
2526                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2527                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2528         }
2529         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2530 }
2531
2532 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2533                                         unsigned long action,
2534                                         void *hcpu)
2535 {
2536         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2537         struct memcg_stock_pcp *stock;
2538         struct mem_cgroup *iter;
2539
2540         if (action == CPU_ONLINE)
2541                 return NOTIFY_OK;
2542
2543         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2544                 return NOTIFY_OK;
2545
2546         for_each_mem_cgroup(iter)
2547                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2548
2549         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2550         drain_stock(stock);
2551         return NOTIFY_OK;
2552 }
2553
2554 /**
2555  * mem_cgroup_try_charge - try charging a memcg
2556  * @memcg: memcg to charge
2557  * @nr_pages: number of pages to charge
2558  * @oom: trigger OOM if reclaim fails
2559  *
2560  * Returns 0 if @memcg was charged successfully, -EINTR if the charge
2561  * was bypassed to root_mem_cgroup, and -ENOMEM if the charge failed.
2562  */
2563 static int mem_cgroup_try_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2564                                  gfp_t gfp_mask,
2565                                  unsigned int nr_pages,
2566                                  bool oom)
2567 {
2568         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2569         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2570         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2571         struct res_counter *fail_res;
2572         unsigned long nr_reclaimed;
2573         unsigned long flags = 0;
2574         unsigned long long size;
2575
2576         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2577                 goto done;
2578         /*
2579          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2580          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2581          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2582          * free their memory.
2583          */
2584         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
2585                      fatal_signal_pending(current) ||
2586                      current->flags & PF_EXITING))
2587                 goto bypass;
2588
2589         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2590                 goto nomem;
2591
2592         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2593                 oom = false;
2594 retry:
2595         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2596                 goto done;
2597
2598         size = batch * PAGE_SIZE;
2599         if (!res_counter_charge(&memcg->res, size, &fail_res)) {
2600                 if (!do_swap_account)
2601                         goto done_restock;
2602                 if (!res_counter_charge(&memcg->memsw, size, &fail_res))
2603                         goto done_restock;
2604                 res_counter_uncharge(&memcg->res, size);
2605                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2606                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2607         } else
2608                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2609
2610         if (batch > nr_pages) {
2611                 batch = nr_pages;
2612                 goto retry;
2613         }
2614
2615         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2616                 goto nomem;
2617
2618         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2619                 goto nomem;
2620
2621         nr_reclaimed = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2622
2623         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= batch)
2624                 goto retry;
2625         /*
2626          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2627          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2628          * before killing the task.
2629          *
2630          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2631          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2632          * to regular pages anyway in case of failure.
2633          */
2634         if (nr_reclaimed && batch <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2635                 goto retry;
2636         /*
2637          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2638          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2639          */
2640         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2641                 goto retry;
2642
2643         if (fatal_signal_pending(current))
2644                 goto bypass;
2645
2646         if (!oom)
2647                 goto nomem;
2648
2649         if (nr_oom_retries--)
2650                 goto retry;
2651
2652         mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(batch));
2653 nomem:
2654         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2655                 return -ENOMEM;
2656 bypass:
2657         return -EINTR;
2658
2659 done_restock:
2660         if (batch > nr_pages)
2661                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2662 done:
2663         return 0;
2664 }
2665
2666 /**
2667  * mem_cgroup_try_charge_mm - try charging a mm
2668  * @mm: mm_struct to charge
2669  * @nr_pages: number of pages to charge
2670  * @oom: trigger OOM if reclaim fails
2671  *
2672  * Returns the charged mem_cgroup associated with the given mm_struct or
2673  * NULL the charge failed.
2674  */
2675 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_try_charge_mm(struct mm_struct *mm,
2676                                  gfp_t gfp_mask,
2677                                  unsigned int nr_pages,
2678                                  bool oom)
2679
2680 {
2681         struct mem_cgroup *memcg;
2682         int ret;
2683
2684         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
2685         ret = mem_cgroup_try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages, oom);
2686         css_put(&memcg->css);
2687         if (ret == -EINTR)
2688                 memcg = root_mem_cgroup;
2689         else if (ret)
2690                 memcg = NULL;
2691
2692         return memcg;
2693 }
2694
2695 /*
2696  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2697  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2698  * gotten by try_charge().
2699  */
2700 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2701                                        unsigned int nr_pages)
2702 {
2703         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2704                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2705
2706                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2707                 if (do_swap_account)
2708                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2709         }
2710 }
2711
2712 /*
2713  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2714  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2715  */
2716 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2717                                         unsigned int nr_pages)
2718 {
2719         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2720
2721         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2722                 return;
2723
2724         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2725         if (do_swap_account)
2726                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2727                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2728 }
2729
2730 /*
2731  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2732  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling
2733  * css_tryget_online() if the mem_cgroup is used for charging. (dropping
2734  * refcnt from swap can be called against removed memcg.)
2735  */
2736 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2737 {
2738         /* ID 0 is unused ID */
2739         if (!id)
2740                 return NULL;
2741         return mem_cgroup_from_id(id);
2742 }
2743
2744 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2745 {
2746         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2747         struct page_cgroup *pc;
2748         unsigned short id;
2749         swp_entry_t ent;
2750
2751         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
2752
2753         pc = lookup_page_cgroup(page);
2754         lock_page_cgroup(pc);
2755         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2756                 memcg = pc->mem_cgroup;
2757                 if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
2758                         memcg = NULL;
2759         } else if (PageSwapCache(page)) {
2760                 ent.val = page_private(page);
2761                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2762                 rcu_read_lock();
2763                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2764                 if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
2765                         memcg = NULL;
2766                 rcu_read_unlock();
2767         }
2768         unlock_page_cgroup(pc);
2769         return memcg;
2770 }
2771
2772 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2773                                        struct page *page,
2774                                        unsigned int nr_pages,
2775                                        enum charge_type ctype,
2776                                        bool lrucare)
2777 {
2778         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2779         struct zone *uninitialized_var(zone);
2780         struct lruvec *lruvec;
2781         bool was_on_lru = false;
2782         bool anon;
2783
2784         lock_page_cgroup(pc);
2785         VM_BUG_ON_PAGE(PageCgroupUsed(pc), page);
2786         /*
2787          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2788          * accessed by any other context at this point.
2789          */
2790
2791         /*
2792          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2793          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2794          */
2795         if (lrucare) {
2796                 zone = page_zone(page);
2797                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2798                 if (PageLRU(page)) {
2799                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2800                         ClearPageLRU(page);
2801                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2802                         was_on_lru = true;
2803                 }
2804         }
2805
2806         pc->mem_cgroup = memcg;
2807         /*
2808          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2809          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2810          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2811          * before USED bit, we need memory barrier here.
2812          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2813          */
2814         smp_wmb();
2815         SetPageCgroupUsed(pc);
2816
2817         if (lrucare) {
2818                 if (was_on_lru) {
2819                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2820                         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2821                         SetPageLRU(page);
2822                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2823                 }
2824                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2825         }
2826
2827         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON)
2828                 anon = true;
2829         else
2830                 anon = false;
2831
2832         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, nr_pages);
2833         unlock_page_cgroup(pc);
2834
2835         /*
2836          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2837          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2838          * if they exceeds softlimit.
2839          */
2840         memcg_check_events(memcg, page);
2841 }
2842
2843 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
2844
2845 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2846 /*
2847  * The memcg_slab_mutex is held whenever a per memcg kmem cache is created or
2848  * destroyed. It protects memcg_caches arrays and memcg_slab_caches lists.
2849  */
2850 static DEFINE_MUTEX(memcg_slab_mutex);
2851
2852 static DEFINE_MUTEX(activate_kmem_mutex);
2853
2854 static inline bool memcg_can_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2855 {
2856         return !mem_cgroup_disabled() && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
2857                 memcg_kmem_is_active(memcg);
2858 }
2859
2860 /*
2861  * This is a bit cumbersome, but it is rarely used and avoids a backpointer
2862  * in the memcg_cache_params struct.
2863  */
2864 static struct kmem_cache *memcg_params_to_cache(struct memcg_cache_params *p)
2865 {
2866         struct kmem_cache *cachep;
2867
2868         VM_BUG_ON(p->is_root_cache);
2869         cachep = p->root_cache;
2870         return cache_from_memcg_idx(cachep, memcg_cache_id(p->memcg));
2871 }
2872
2873 #ifdef CONFIG_SLABINFO
2874 static int mem_cgroup_slabinfo_read(struct seq_file *m, void *v)
2875 {
2876         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
2877         struct memcg_cache_params *params;
2878
2879         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
2880                 return -EIO;
2881
2882         print_slabinfo_header(m);
2883
2884         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
2885         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list)
2886                 cache_show(memcg_params_to_cache(params), m);
2887         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
2888
2889         return 0;
2890 }
2891 #endif
2892
2893 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp, u64 size)
2894 {
2895         struct res_counter *fail_res;
2896         int ret = 0;
2897
2898         ret = res_counter_charge(&memcg->kmem, size, &fail_res);
2899         if (ret)
2900                 return ret;
2901
2902         ret = mem_cgroup_try_charge(memcg, gfp, size >> PAGE_SHIFT,
2903                                     oom_gfp_allowed(gfp));
2904         if (ret == -EINTR)  {
2905                 /*
2906                  * mem_cgroup_try_charge() chosed to bypass to root due to
2907                  * OOM kill or fatal signal.  Since our only options are to
2908                  * either fail the allocation or charge it to this cgroup, do
2909                  * it as a temporary condition. But we can't fail. From a
2910                  * kmem/slab perspective, the cache has already been selected,
2911                  * by mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
2912                  * our minds.
2913                  *
2914                  * This condition will only trigger if the task entered
2915                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed during
2916                  * mem_cgroup_try_charge() above. Tasks that were already
2917                  * dying when the allocation triggers should have been already
2918                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
2919                  */
2920                 res_counter_charge_nofail(&memcg->res, size, &fail_res);
2921                 if (do_swap_account)
2922                         res_counter_charge_nofail(&memcg->memsw, size,
2923                                                   &fail_res);
2924                 ret = 0;
2925         } else if (ret)
2926                 res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size);
2927
2928         return ret;
2929 }
2930
2931 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, u64 size)
2932 {
2933         res_counter_uncharge(&memcg->res, size);
2934         if (do_swap_account)
2935                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, size);
2936
2937         /* Not down to 0 */
2938         if (res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size))
2939                 return;
2940
2941         /*
2942          * Releases a reference taken in kmem_cgroup_css_offline in case
2943          * this last uncharge is racing with the offlining code or it is
2944          * outliving the memcg existence.
2945          *
2946          * The memory barrier imposed by test&clear is paired with the
2947          * explicit one in memcg_kmem_mark_dead().
2948          */
2949         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
2950                 css_put(&memcg->css);
2951 }
2952
2953 /*
2954  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
2955  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
2956  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
2957  */
2958 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
2959 {
2960         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
2961 }
2962
2963 static size_t memcg_caches_array_size(int num_groups)
2964 {
2965         ssize_t size;
2966         if (num_groups <= 0)
2967                 return 0;
2968
2969         size = 2 * num_groups;
2970         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2971                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2972         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2973                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2974
2975         return size;
2976 }
2977
2978 /*
2979  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
2980  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
2981  * calling this.
2982  */
2983 void memcg_update_array_size(int num)
2984 {
2985         if (num > memcg_limited_groups_array_size)
2986                 memcg_limited_groups_array_size = memcg_caches_array_size(num);
2987 }
2988
2989 int memcg_update_cache_size(struct kmem_cache *s, int num_groups)
2990 {
2991         struct memcg_cache_params *cur_params = s->memcg_params;
2992
2993         VM_BUG_ON(!is_root_cache(s));
2994
2995         if (num_groups > memcg_limited_groups_array_size) {
2996                 int i;
2997                 struct memcg_cache_params *new_params;
2998                 ssize_t size = memcg_caches_array_size(num_groups);
2999
3000                 size *= sizeof(void *);
3001                 size += offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
3002
3003                 new_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3004                 if (!new_params)
3005                         return -ENOMEM;
3006
3007                 new_params->is_root_cache = true;
3008
3009                 /*
3010                  * There is the chance it will be bigger than
3011                  * memcg_limited_groups_array_size, if we failed an allocation
3012                  * in a cache, in which case all caches updated before it, will
3013                  * have a bigger array.
3014                  *
3015                  * But if that is the case, the data after
3016                  * memcg_limited_groups_array_size is certainly unused
3017                  */
3018                 for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3019                         if (!cur_params->memcg_caches[i])
3020                                 continue;
3021                         new_params->memcg_caches[i] =
3022                                                 cur_params->memcg_caches[i];
3023                 }
3024
3025                 /*
3026                  * Ideally, we would wait until all caches succeed, and only
3027                  * then free the old one. But this is not worth the extra
3028                  * pointer per-cache we'd have to have for this.
3029                  *
3030                  * It is not a big deal if some caches are left with a size
3031                  * bigger than the others. And all updates will reset this
3032                  * anyway.
3033                  */
3034                 rcu_assign_pointer(s->memcg_params, new_params);
3035                 if (cur_params)
3036                         kfree_rcu(cur_params, rcu_head);
3037         }
3038         return 0;
3039 }
3040
3041 int memcg_alloc_cache_params(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s,
3042                              struct kmem_cache *root_cache)
3043 {
3044         size_t size;
3045
3046         if (!memcg_kmem_enabled())
3047                 return 0;
3048
3049         if (!memcg) {
3050                 size = offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
3051                 size += memcg_limited_groups_array_size * sizeof(void *);
3052         } else
3053                 size = sizeof(struct memcg_cache_params);
3054
3055         s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3056         if (!s->memcg_params)
3057                 return -ENOMEM;
3058
3059         if (memcg) {
3060                 s->memcg_params->memcg = memcg;
3061                 s->memcg_params->root_cache = root_cache;
3062                 css_get(&memcg->css);
3063         } else
3064                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3065
3066         return 0;
3067 }
3068
3069 void memcg_free_cache_params(struct kmem_cache *s)
3070 {
3071         if (!s->memcg_params)
3072                 return;
3073         if (!s->memcg_params->is_root_cache)
3074                 css_put(&s->memcg_params->memcg->css);
3075         kfree(s->memcg_params);
3076 }
3077
3078 static void memcg_register_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3079                                  struct kmem_cache *root_cache)
3080 {
3081         static char memcg_name_buf[NAME_MAX + 1]; /* protected by
3082                                                      memcg_slab_mutex */
3083         struct kmem_cache *cachep;
3084         int id;
3085
3086         lockdep_assert_held(&memcg_slab_mutex);
3087
3088         id = memcg_cache_id(memcg);
3089
3090         /*
3091          * Since per-memcg caches are created asynchronously on first
3092          * allocation (see memcg_kmem_get_cache()), several threads can try to
3093          * create the same cache, but only one of them may succeed.
3094          */
3095         if (cache_from_memcg_idx(root_cache, id))
3096                 return;
3097
3098         cgroup_name(memcg->css.cgroup, memcg_name_buf, NAME_MAX + 1);
3099         cachep = memcg_create_kmem_cache(memcg, root_cache, memcg_name_buf);
3100         /*
3101          * If we could not create a memcg cache, do not complain, because
3102          * that's not critical at all as we can always proceed with the root
3103          * cache.
3104          */
3105         if (!cachep)
3106                 return;
3107
3108         list_add(&cachep->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
3109
3110         /*
3111          * Since readers won't lock (see cache_from_memcg_idx()), we need a
3112          * barrier here to ensure nobody will see the kmem_cache partially
3113          * initialized.
3114          */
3115         smp_wmb();
3116
3117         BUG_ON(root_cache->memcg_params->memcg_caches[id]);
3118         root_cache->memcg_params->memcg_caches[id] = cachep;
3119 }
3120
3121 static void memcg_unregister_cache(struct kmem_cache *cachep)
3122 {
3123         struct kmem_cache *root_cache;
3124         struct mem_cgroup *memcg;
3125         int id;
3126
3127         lockdep_assert_held(&memcg_slab_mutex);
3128
3129         BUG_ON(is_root_cache(cachep));
3130
3131         root_cache = cachep->memcg_params->root_cache;
3132         memcg = cachep->memcg_params->memcg;
3133         id = memcg_cache_id(memcg);
3134
3135         BUG_ON(root_cache->memcg_params->memcg_caches[id] != cachep);
3136         root_cache->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
3137
3138         list_del(&cachep->memcg_params->list);
3139
3140         kmem_cache_destroy(cachep);
3141 }
3142
3143 /*
3144  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
3145  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
3146  * enqueing new caches to be created.
3147  *
3148  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
3149  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
3150  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
3151  * objects during debug.
3152  *
3153  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
3154  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
3155  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
3156  * cache again, failing at the same point.
3157  *
3158  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
3159  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
3160  * inside the following two functions.
3161  */
3162 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
3163 {
3164         VM_BUG_ON(!current->mm);
3165         current->memcg_kmem_skip_account++;
3166 }
3167
3168 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
3169 {
3170         VM_BUG_ON(!current->mm);
3171         current->memcg_kmem_skip_account--;
3172 }
3173
3174 int __memcg_cleanup_cache_params(struct kmem_cache *s)
3175 {
3176         struct kmem_cache *c;
3177         int i, failed = 0;
3178
3179         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
3180         for_each_memcg_cache_index(i) {
3181                 c = cache_from_memcg_idx(s, i);
3182                 if (!c)
3183                         continue;
3184
3185                 memcg_unregister_cache(c);
3186
3187                 if (cache_from_memcg_idx(s, i))
3188                         failed++;
3189         }
3190         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
3191         return failed;
3192 }
3193
3194 static void memcg_unregister_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3195 {
3196         struct kmem_cache *cachep;
3197         struct memcg_cache_params *params, *tmp;
3198
3199         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3200                 return;
3201
3202         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
3203         list_for_each_entry_safe(params, tmp, &memcg->memcg_slab_caches, list) {
3204                 cachep = memcg_params_to_cache(params);
3205                 kmem_cache_shrink(cachep);
3206                 if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) == 0)
3207                         memcg_unregister_cache(cachep);
3208         }
3209         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
3210 }
3211
3212 struct memcg_register_cache_work {
3213         struct mem_cgroup *memcg;
3214         struct kmem_cache *cachep;
3215         struct work_struct work;
3216 };
3217
3218 static void memcg_register_cache_func(struct work_struct *w)
3219 {
3220         struct memcg_register_cache_work *cw =
3221                 container_of(w, struct memcg_register_cache_work, work);
3222         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
3223         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
3224
3225         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
3226         memcg_register_cache(memcg, cachep);
3227         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
3228
3229         css_put(&memcg->css);
3230         kfree(cw);
3231 }
3232
3233 /*
3234  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
3235  */
3236 static void __memcg_schedule_register_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3237                                             struct kmem_cache *cachep)
3238 {
3239         struct memcg_register_cache_work *cw;
3240
3241         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT);
3242         if (cw == NULL) {
3243                 css_put(&memcg->css);
3244                 return;
3245         }
3246
3247         cw->memcg = memcg;
3248         cw->cachep = cachep;
3249
3250         INIT_WORK(&cw->work, memcg_register_cache_func);
3251         schedule_work(&cw->work);
3252 }
3253
3254 static void memcg_schedule_register_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3255                                           struct kmem_cache *cachep)
3256 {
3257         /*
3258          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
3259          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
3260          * in __memcg_schedule_register_cache will recurse.
3261          *
3262          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
3263          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
3264          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
3265          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
3266          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
3267          */
3268         memcg_stop_kmem_account();
3269         __memcg_schedule_register_cache(memcg, cachep);
3270         memcg_resume_kmem_account();
3271 }
3272
3273 int __memcg_charge_slab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp, int order)
3274 {
3275         int res;
3276
3277         res = memcg_charge_kmem(cachep->memcg_params->memcg, gfp,
3278                                 PAGE_SIZE << order);
3279         if (!res)
3280                 atomic_add(1 << order, &cachep->memcg_params->nr_pages);
3281         return res;
3282 }
3283
3284 void __memcg_uncharge_slab(struct kmem_cache *cachep, int order)
3285 {
3286         memcg_uncharge_kmem(cachep->memcg_params->memcg, PAGE_SIZE << order);
3287         atomic_sub(1 << order, &cachep->memcg_params->nr_pages);
3288 }
3289
3290 /*
3291  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
3292  * We try to use the current memcg's version of the cache.
3293  *
3294  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
3295  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
3296  * in a workqueue.
3297  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
3298  * the original cache.
3299  *
3300  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
3301  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
3302  */
3303 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
3304                                           gfp_t gfp)
3305 {
3306         struct mem_cgroup *memcg;
3307         struct kmem_cache *memcg_cachep;
3308
3309         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
3310         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
3311
3312         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3313                 return cachep;
3314
3315         rcu_read_lock();
3316         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
3317
3318         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
3319                 goto out;
3320
3321         memcg_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, memcg_cache_id(memcg));
3322         if (likely(memcg_cachep)) {
3323                 cachep = memcg_cachep;
3324                 goto out;
3325         }
3326
3327         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
3328         if (!css_tryget_online(&memcg->css))
3329                 goto out;
3330         rcu_read_unlock();
3331
3332         /*
3333          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
3334          * context), we could be be predictable and return right away.
3335          * This would guarantee that the allocation being performed
3336          * already belongs in the new cache.
3337          *
3338          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
3339          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
3340          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
3341          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
3342          * defer everything.
3343          */
3344         memcg_schedule_register_cache(memcg, cachep);
3345         return cachep;
3346 out:
3347         rcu_read_unlock();
3348         return cachep;
3349 }
3350
3351 /*
3352  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
3353  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
3354  * need a further commit step to do the final arrangements.
3355  *
3356  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
3357  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
3358  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
3359  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
3360  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
3361  * the compiled-out case as well.
3362  *
3363  * Returning true means the allocation is possible.
3364  */
3365 bool
3366 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
3367 {
3368         struct mem_cgroup *memcg;
3369         int ret;
3370
3371         *_memcg = NULL;
3372
3373         /*
3374          * Disabling accounting is only relevant for some specific memcg
3375          * internal allocations. Therefore we would initially not have such
3376          * check here, since direct calls to the page allocator that are
3377          * accounted to kmemcg (alloc_kmem_pages and friends) only happen
3378          * outside memcg core. We are mostly concerned with cache allocations,
3379          * and by having this test at memcg_kmem_get_cache, we are already able
3380          * to relay the allocation to the root cache and bypass the memcg cache
3381          * altogether.
3382          *
3383          * There is one exception, though: the SLUB allocator does not create
3384          * large order caches, but rather service large kmallocs directly from
3385          * the page allocator. Therefore, the following sequence when backed by
3386          * the SLUB allocator:
3387          *
3388          *      memcg_stop_kmem_account();
3389          *      kmalloc(<large_number>)
3390          *      memcg_resume_kmem_account();
3391          *
3392          * would effectively ignore the fact that we should skip accounting,
3393          * since it will drive us directly to this function without passing
3394          * through the cache selector memcg_kmem_get_cache. Such large
3395          * allocations are extremely rare but can happen, for instance, for the
3396          * cache arrays. We bring this test here.
3397          */
3398         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3399                 return true;
3400
3401         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
3402
3403         if (!memcg_can_account_kmem(memcg)) {
3404                 css_put(&memcg->css);
3405                 return true;
3406         }
3407
3408         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, PAGE_SIZE << order);
3409         if (!ret)
3410                 *_memcg = memcg;
3411
3412         css_put(&memcg->css);
3413         return (ret == 0);
3414 }
3415
3416 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3417                               int order)
3418 {
3419         struct page_cgroup *pc;
3420
3421         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3422
3423         /* The page allocation failed. Revert */
3424         if (!page) {
3425                 memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3426                 return;
3427         }
3428
3429         pc = lookup_page_cgroup(page);
3430         lock_page_cgroup(pc);
3431         pc->mem_cgroup = memcg;
3432         SetPageCgroupUsed(pc);
3433         unlock_page_cgroup(pc);
3434 }
3435
3436 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
3437 {
3438         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3439         struct page_cgroup *pc;
3440
3441
3442         pc = lookup_page_cgroup(page);
3443         /*
3444          * Fast unlocked return. Theoretically might have changed, have to
3445          * check again after locking.
3446          */
3447         if (!PageCgroupUsed(pc))
3448                 return;
3449
3450         lock_page_cgroup(pc);
3451         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3452                 memcg = pc->mem_cgroup;
3453                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3454         }
3455         unlock_page_cgroup(pc);
3456
3457         /*
3458          * We trust that only if there is a memcg associated with the page, it
3459          * is a valid allocation
3460          */
3461         if (!memcg)
3462                 return;
3463
3464         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
3465         memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3466 }
3467 #else
3468 static inline void memcg_unregister_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3469 {
3470 }
3471 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3472
3473 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3474
3475 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
3476 /*
3477  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3478  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
3479  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
3480  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
3481  */
3482 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3483 {
3484         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
3485         struct page_cgroup *pc;
3486         struct mem_cgroup *memcg;
3487         int i;
3488
3489         if (mem_cgroup_disabled())
3490                 return;
3491
3492         memcg = head_pc->mem_cgroup;
3493         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3494                 pc = head_pc + i;
3495                 pc->mem_cgroup = memcg;
3496                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
3497                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
3498         }
3499         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
3500                        HPAGE_PMD_NR);
3501 }
3502 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3503
3504 /**
3505  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3506  * @page: the page
3507  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3508  * @pc: page_cgroup of the page.
3509  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3510  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3511  *
3512  * The caller must confirm following.
3513  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3514  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3515  *
3516  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3517  * from old cgroup.
3518  */
3519 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3520                                    unsigned int nr_pages,
3521                                    struct page_cgroup *pc,
3522                                    struct mem_cgroup *from,
3523                                    struct mem_cgroup *to)
3524 {
3525         unsigned long flags;
3526         int ret;
3527         bool anon = PageAnon(page);
3528
3529         VM_BUG_ON(from == to);
3530         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
3531         /*
3532          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3533          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3534          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3535          * hold it.
3536          */
3537         ret = -EBUSY;
3538         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3539                 goto out;
3540
3541         lock_page_cgroup(pc);
3542
3543         ret = -EINVAL;
3544         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
3545                 goto unlock;
3546
3547         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
3548
3549         if (!anon && page_mapped(page)) {
3550                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
3551                                nr_pages);
3552                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
3553                                nr_pages);
3554         }
3555
3556         if (PageWriteback(page)) {
3557                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
3558                                nr_pages);
3559                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
3560                                nr_pages);
3561         }
3562
3563         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, anon, -nr_pages);
3564
3565         /* caller should have done css_get */
3566         pc->mem_cgroup = to;
3567         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, anon, nr_pages);
3568         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
3569         ret = 0;
3570 unlock:
3571         unlock_page_cgroup(pc);
3572         /*
3573          * check events
3574          */
3575         memcg_check_events(to, page);
3576         memcg_check_events(from, page);
3577 out:
3578         return ret;
3579 }
3580
3581 /**
3582  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
3583  * @page: the page to move
3584  * @pc: page_cgroup of the page
3585  * @child: page's cgroup
3586  *
3587  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
3588  * parent (aka use_hierarchy==0).
3589  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
3590  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
3591  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
3592  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
3593  * on the next attempt and the call should be retried later.
3594  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
3595  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
3596  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
3597  * LRU or vanish.
3598  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
3599  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
3600  * disappear in the next attempt.
3601  */
3602 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
3603                                   struct page_cgroup *pc,
3604                                   struct mem_cgroup *child)
3605 {
3606         struct mem_cgroup *parent;
3607         unsigned int nr_pages;
3608         unsigned long uninitialized_var(flags);
3609         int ret;
3610
3611         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
3612
3613         ret = -EBUSY;
3614         if (!get_page_unless_zero(page))
3615                 goto out;
3616         if (isolate_lru_page(page))
3617                 goto put;
3618
3619         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
3620
3621         parent = parent_mem_cgroup(child);
3622         /*
3623          * If no parent, move charges to root cgroup.
3624          */
3625         if (!parent)
3626                 parent = root_mem_cgroup;
3627
3628         if (nr_pages > 1) {
3629                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
3630                 flags = compound_lock_irqsave(page);
3631         }
3632
3633         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
3634                                 pc, child, parent);
3635         if (!ret)
3636                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
3637
3638         if (nr_pages > 1)
3639                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
3640         putback_lru_page(page);
3641 put:
3642         put_page(page);
3643 out:
3644         return ret;
3645 }
3646
3647 int mem_cgroup_charge_anon(struct page *page,
3648                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
3649 {
3650         unsigned int nr_pages = 1;
3651         struct mem_cgroup *memcg;
3652         bool oom = true;
3653
3654         if (mem_cgroup_disabled())
3655                 return 0;
3656
3657         VM_BUG_ON_PAGE(page_mapped(page), page);
3658         VM_BUG_ON_PAGE(page->mapping && !PageAnon(page), page);
3659         VM_BUG_ON(!mm);
3660
3661         if (PageTransHuge(page)) {
3662                 nr_pages <<= compound_order(page);
3663                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
3664                 /*
3665                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
3666                  * fault handler will fall back to regular pages.
3667                  */
3668                 oom = false;
3669         }
3670
3671         memcg = mem_cgroup_try_charge_mm(mm, gfp_mask, nr_pages, oom);
3672         if (!memcg)
3673                 return -ENOMEM;
3674         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages,
3675                                    MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
3676         return 0;
3677 }
3678
3679 /*
3680  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
3681  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
3682  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
3683  * "commit()" or removed by "cancel()"
3684  */
3685 static int __mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
3686                                           struct page *page,
3687                                           gfp_t mask,
3688                                           struct mem_cgroup **memcgp)
3689 {
3690         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3691         struct page_cgroup *pc;
3692         int ret;
3693
3694         pc = lookup_page_cgroup(page);
3695         /*
3696          * Every swap fault against a single page tries to charge the
3697          * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
3698          * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
3699          * the page lock, which serializes swap cache removal, which
3700          * in turn serializes uncharging.
3701          */
3702         if (PageCgroupUsed(pc))
3703                 goto out;
3704         if (do_swap_account)
3705                 memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
3706         if (!memcg)
3707                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
3708         ret = mem_cgroup_try_charge(memcg, mask, 1, true);
3709         css_put(&memcg->css);
3710         if (ret == -EINTR)
3711                 memcg = root_mem_cgroup;
3712         else if (ret)
3713                 return ret;
3714 out:
3715         *memcgp = memcg;
3716         return 0;
3717 }
3718
3719 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm, struct page *page,
3720                                  gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
3721 {
3722         if (mem_cgroup_disabled()) {
3723                 *memcgp = NULL;
3724                 return 0;
3725         }
3726         /*
3727          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already
3728          * updated the pte, and even removed page from swap cache: in
3729          * those cases unuse_pte()'s pte_same() test will fail; but
3730          * there's also a KSM case which does need to charge the page.
3731          */
3732         if (!PageSwapCache(page)) {
3733                 struct mem_cgroup *memcg;
3734
3735                 memcg = mem_cgroup_try_charge_mm(mm, gfp_mask, 1, true);
3736                 if (!memcg)
3737                         return -ENOMEM;
3738                 *memcgp = memcg;
3739                 return 0;
3740         }
3741         return __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, memcgp);
3742 }
3743
3744 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
3745 {
3746         if (mem_cgroup_disabled())
3747                 return;
3748         if (!memcg)
3749                 return;
3750         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
3751 }
3752
3753 static void
3754 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3755                                         enum charge_type ctype)
3756 {
3757         if (mem_cgroup_disabled())
3758                 return;
3759         if (!memcg)
3760                 return;
3761
3762         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
3763         /*
3764          * Now swap is on-memory. This means this page may be
3765          * counted both as mem and swap....double count.
3766          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
3767          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
3768          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
3769          */
3770         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
3771                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
3772                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
3773         }
3774 }
3775
3776 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
3777                                      struct mem_cgroup *memcg)
3778 {
3779         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
3780                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3781 }
3782
3783 int mem_cgroup_charge_file(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3784                                 gfp_t gfp_mask)
3785 {
3786         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3787         struct mem_cgroup *memcg;
3788         int ret;
3789
3790         if (mem_cgroup_disabled())
3791                 return 0;
3792         if (PageCompound(page))
3793                 return 0;
3794
3795         if (PageSwapCache(page)) { /* shmem */
3796                 ret = __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page,
3797                                                      gfp_mask, &memcg);
3798                 if (ret)
3799                         return ret;
3800                 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
3801                 return 0;
3802         }
3803
3804         memcg = mem_cgroup_try_charge_mm(mm, gfp_mask, 1, true);
3805         if (!memcg)
3806                 return -ENOMEM;
3807         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, type, false);
3808         return 0;
3809 }
3810
3811 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
3812                                    unsigned int nr_pages,
3813                                    const enum charge_type ctype)
3814 {
3815         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
3816         bool uncharge_memsw = true;
3817
3818         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
3819         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
3820                 uncharge_memsw = false;
3821
3822         batch = &current->memcg_batch;
3823         /*
3824          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
3825          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
3826          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
3827          */
3828         if (!batch->memcg)
3829                 batch->memcg = memcg;
3830         /*
3831          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
3832          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
3833          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
3834          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
3835          * because we want to do uncharge as soon as possible.
3836          */
3837
3838         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
3839                 goto direct_uncharge;
3840
3841         if (nr_pages > 1)
3842                 goto direct_uncharge;
3843
3844         /*
3845          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
3846          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
3847          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
3848          */
3849         if (batch->memcg != memcg)
3850                 goto direct_uncharge;
3851         /* remember freed charge and uncharge it later */
3852         batch->nr_pages++;
3853         if (uncharge_memsw)
3854                 batch->memsw_nr_pages++;
3855         return;
3856 direct_uncharge:
3857         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
3858         if (uncharge_memsw)
3859                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
3860         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
3861                 memcg_oom_recover(memcg);
3862 }
3863
3864 /*
3865  * uncharge if !page_mapped(page)
3866  */
3867 static struct mem_cgroup *
3868 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype,
3869                              bool end_migration)
3870 {
3871         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3872         unsigned int nr_pages = 1;
3873         struct page_cgroup *pc;
3874         bool anon;
3875
3876         if (mem_cgroup_disabled())
3877                 return NULL;
3878
3879         if (PageTransHuge(page)) {
3880                 nr_pages <<= compound_order(page);
3881                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
3882         }
3883         /*
3884          * Check if our page_cgroup is valid
3885          */
3886         pc = lookup_page_cgroup(page);
3887         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
3888                 return NULL;
3889
3890         lock_page_cgroup(pc);
3891
3892         memcg = pc->mem_cgroup;
3893
3894         if (!PageCgroupUsed(pc))
3895                 goto unlock_out;
3896
3897         anon = PageAnon(page);
3898
3899         switch (ctype) {
3900         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON:
3901                 /*
3902                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
3903                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
3904                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
3905                  */
3906                 anon = true;
3907                 /* fallthrough */
3908         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
3909                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
3910                 if (page_mapped(page))
3911                         goto unlock_out;
3912                 /*
3913                  * Pages under migration may not be uncharged.  But
3914                  * end_migration() /must/ be the one uncharging the
3915                  * unused post-migration page and so it has to call
3916                  * here with the migration bit still set.  See the
3917                  * res_counter handling below.
3918                  */
3919                 if (!end_migration && PageCgroupMigration(pc))
3920                         goto unlock_out;
3921                 break;
3922         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
3923                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
3924                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
3925                                 goto unlock_out;
3926                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
3927                                 goto unlock_out;
3928                 break;
3929         default:
3930                 break;
3931         }
3932
3933         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, -nr_pages);
3934
3935         ClearPageCgroupUsed(pc);
3936         /*
3937          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
3938          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
3939          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
3940          * special functions.
3941          */
3942
3943         unlock_page_cgroup(pc);
3944         /*
3945          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
3946          * will never be freed, so it's safe to call css_get().
3947          */
3948         memcg_check_events(memcg, page);
3949         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
3950                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
3951                 css_get(&memcg->css);
3952         }
3953         /*
3954          * Migration does not charge the res_counter for the
3955          * replacement page, so leave it alone when phasing out the
3956          * page that is unused after the migration.
3957          */
3958         if (!end_migration && !mem_cgroup_is_root(memcg))
3959                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
3960
3961         return memcg;
3962
3963 unlock_out:
3964         unlock_page_cgroup(pc);
3965         return NULL;
3966 }
3967
3968 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
3969 {
3970         /* early check. */
3971         if (page_mapped(page))
3972                 return;
3973         VM_BUG_ON_PAGE(page->mapping && !PageAnon(page), page);
3974         /*
3975          * If the page is in swap cache, uncharge should be deferred
3976          * to the swap path, which also properly accounts swap usage
3977          * and handles memcg lifetime.
3978          *
3979          * Note that this check is not stable and reclaim may add the
3980          * page to swap cache at any time after this.  However, if the
3981          * page is not in swap cache by the time page->mapcount hits
3982          * 0, there won't be any page table references to the swap
3983          * slot, and reclaim will free it and not actually write the
3984          * page to disk.
3985          */
3986         if (PageSwapCache(page))
3987                 return;
3988         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
3989 }
3990
3991 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
3992 {
3993         VM_BUG_ON_PAGE(page_mapped(page), page);
3994         VM_BUG_ON_PAGE(page->mapping, page);
3995         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE, false);
3996 }
3997
3998 /*
3999  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
4000  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
4001  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
4002  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
4003  * This may be called prural(2) times in a context,
4004  */
4005
4006 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
4007 {
4008         current->memcg_batch.do_batch++;
4009         /* We can do nest. */
4010         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
4011                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
4012                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
4013                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
4014         }
4015 }
4016
4017 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
4018 {
4019         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
4020
4021         if (!batch->do_batch)
4022                 return;
4023
4024         batch->do_batch--;
4025         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
4026                 return;
4027
4028         if (!batch->memcg)
4029                 return;
4030         /*
4031          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
4032          * bacause we hide charges behind us.
4033          */
4034         if (batch->nr_pages)
4035                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
4036                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
4037         if (batch->memsw_nr_pages)
4038                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
4039                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
4040         memcg_oom_recover(batch->memcg);
4041         /* forget this pointer (for sanity check) */
4042         batch->memcg = NULL;
4043 }
4044
4045 #ifdef CONFIG_SWAP
4046 /*
4047  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
4048  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
4049  */
4050 void
4051 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
4052 {
4053         struct mem_cgroup *memcg;
4054         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
4055
4056         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
4057                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
4058
4059         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype, false);
4060
4061         /*
4062          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
4063          * css_get() was called in uncharge().
4064          */
4065         if (do_swap_account && swapout && memcg)
4066                 swap_cgroup_record(ent, mem_cgroup_id(memcg));
4067 }
4068 #endif
4069
4070 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4071 /*
4072  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
4073  * uncharge "memsw" account.
4074  */
4075 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
4076 {
4077         struct mem_cgroup *memcg;
4078         unsigned short id;
4079
4080         if (!do_swap_account)
4081                 return;
4082
4083         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
4084         rcu_read_lock();
4085         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
4086         if (memcg) {
4087                 /*
4088                  * We uncharge this because swap is freed.  This memcg can
4089                  * be obsolete one. We avoid calling css_tryget_online().
4090                  */
4091                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4092                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
4093                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
4094                 css_put(&memcg->css);
4095         }
4096         rcu_read_unlock();
4097 }
4098
4099 /**
4100  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
4101  * @entry: swap entry to be moved
4102  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
4103  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
4104  *
4105  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
4106  * as the mem_cgroup's id of @from.
4107  *
4108  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
4109  *
4110  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
4111  * both res and memsw, and called css_get().
4112  */
4113 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4114                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4115 {
4116         unsigned short old_id, new_id;
4117
4118         old_id = mem_cgroup_id(from);
4119         new_id = mem_cgroup_id(to);
4120
4121         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
4122                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
4123                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
4124                 /*
4125                  * This function is only called from task migration context now.
4126                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
4127                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
4128                  * improvement. But we cannot postpone css_get(to)  because if
4129                  * the process that has been moved to @to does swap-in, the
4130                  * refcount of @to might be decreased to 0.
4131                  *
4132                  * We are in attach() phase, so the cgroup is guaranteed to be
4133                  * alive, so we can just call css_get().
4134                  */
4135                 css_get(&to->css);
4136                 return 0;
4137         }
4138         return -EINVAL;
4139 }
4140 #else
4141 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4142                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4143 {
4144         return -EINVAL;
4145 }
4146 #endif
4147
4148 /*
4149  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
4150  * page belongs to.
4151  */
4152 void mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page, struct page *newpage,
4153                                   struct mem_cgroup **memcgp)
4154 {
4155         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4156         unsigned int nr_pages = 1;
4157         struct page_cgroup *pc;
4158         enum charge_type ctype;
4159
4160         *memcgp = NULL;
4161
4162         if (mem_cgroup_disabled())
4163                 return;
4164
4165         if (PageTransHuge(page))
4166                 nr_pages <<= compound_order(page);
4167
4168         pc = lookup_page_cgroup(page);
4169         lock_page_cgroup(pc);
4170         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4171                 memcg = pc->mem_cgroup;
4172                 css_get(&memcg->css);
4173                 /*
4174                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
4175                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
4176                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
4177                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
4178                  * until end_migration() is called
4179                  *
4180                  * Corner Case Thinking
4181                  * A)
4182                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
4183                  * while migration was ongoing.
4184                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
4185                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
4186                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
4187                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
4188                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
4189                  *
4190                  * B)
4191                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
4192                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
4193                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
4194                  * without charging it again.
4195                  *
4196                  * C)
4197                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
4198                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
4199                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
4200                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
4201                  */
4202                 if (PageAnon(page))
4203                         SetPageCgroupMigration(pc);
4204         }
4205         unlock_page_cgroup(pc);
4206         /*
4207          * If the page is not charged at this point,
4208          * we return here.
4209          */
4210         if (!memcg)
4211                 return;
4212
4213         *memcgp = memcg;
4214         /*
4215          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
4216          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
4217          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
4218          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
4219          */
4220         if (PageAnon(page))
4221                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON;
4222         else
4223                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4224         /*
4225          * The page is committed to the memcg, but it's not actually
4226          * charged to the res_counter since we plan on replacing the
4227          * old one and only one page is going to be left afterwards.
4228          */
4229         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, nr_pages, ctype, false);
4230 }
4231
4232 /* remove redundant charge if migration failed*/
4233 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
4234         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
4235 {
4236         struct page *used, *unused;
4237         struct page_cgroup *pc;
4238         bool anon;
4239
4240         if (!memcg)
4241                 return;
4242
4243         if (!migration_ok) {
4244                 used = oldpage;
4245                 unused = newpage;
4246         } else {
4247                 used = newpage;
4248                 unused = oldpage;
4249         }
4250         anon = PageAnon(used);
4251         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
4252                                      anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON
4253                                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE,
4254                                      true);
4255         css_put(&memcg->css);
4256         /*
4257          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
4258          * of the page goes down to zero, temporarly.
4259          * Clear the flag and check the page should be charged.
4260          */
4261         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4262         lock_page_cgroup(pc);
4263         ClearPageCgroupMigration(pc);
4264         unlock_page_cgroup(pc);
4265
4266         /*
4267          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
4268          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
4269          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
4270          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
4271          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
4272          * check. (see prepare_charge() also)
4273          */
4274         if (anon)
4275                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
4276 }
4277
4278 /*
4279  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
4280  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
4281  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
4282  */
4283 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
4284                                   struct page *newpage)
4285 {
4286         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4287         struct page_cgroup *pc;
4288         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4289
4290         if (mem_cgroup_disabled())
4291                 return;
4292
4293         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4294         /* fix accounting on old pages */
4295         lock_page_cgroup(pc);
4296         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4297                 memcg = pc->mem_cgroup;
4298                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, oldpage, false, -1);
4299                 ClearPageCgroupUsed(pc);
4300         }
4301         unlock_page_cgroup(pc);
4302
4303         /*
4304          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
4305          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
4306          */
4307         if (!memcg)
4308                 return;
4309         /*
4310          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
4311          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
4312          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
4313          */
4314         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
4315 }
4316
4317 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4318 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
4319 {
4320         struct page_cgroup *pc;
4321
4322         pc = lookup_page_cgroup(page);
4323         /*
4324          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
4325          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
4326          * or when mem_cgroup_disabled().
4327          */
4328         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
4329                 return pc;
4330         return NULL;
4331 }
4332
4333 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
4334 {
4335         if (mem_cgroup_disabled())
4336                 return false;
4337
4338         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
4339 }
4340
4341 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
4342 {
4343         struct page_cgroup *pc;
4344
4345         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
4346         if (pc) {
4347                 pr_alert("pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
4348                          pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
4349         }
4350 }
4351 #endif
4352
4353 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4354                                 unsigned long long val)
4355 {
4356         int retry_count;
4357         u64 memswlimit, memlimit;
4358         int ret = 0;
4359         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4360         u64 curusage, oldusage;
4361         int enlarge;
4362
4363         /*
4364          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
4365          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
4366          * of # of children which we should visit in this loop.
4367          */
4368         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
4369
4370         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4371
4372         enlarge = 0;
4373         while (retry_count) {
4374                 if (signal_pending(current)) {
4375                         ret = -EINTR;
4376                         break;
4377                 }
4378                 /*
4379                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4380                  * open coded manner. You see what this really does.
4381                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4382                  */
4383                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4384                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4385                 if (memswlimit < val) {
4386                         ret = -EINVAL;
4387                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4388                         break;
4389                 }
4390
4391                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4392                 if (memlimit < val)
4393                         enlarge = 1;
4394
4395                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
4396                 if (!ret) {
4397                         if (memswlimit == val)
4398                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4399                         else
4400                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4401                 }
4402                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4403
4404                 if (!ret)
4405                         break;
4406
4407                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4408                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4409                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4410                 /* Usage is reduced ? */
4411                 if (curusage >= oldusage)
4412                         retry_count--;
4413                 else
4414                         oldusage = curusage;
4415         }
4416         if (!ret && enlarge)
4417                 memcg_oom_recover(memcg);
4418
4419         return ret;
4420 }
4421
4422 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4423                                         unsigned long long val)
4424 {
4425         int retry_count;
4426         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
4427         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4428         int ret = -EBUSY;
4429         int enlarge = 0;
4430
4431         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
4432         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4433         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
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                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4446                 if (memlimit > val) {
4447                         ret = -EINVAL;
4448                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4449                         break;
4450                 }
4451                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4452                 if (memswlimit < val)
4453                         enlarge = 1;
4454                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
4455                 if (!ret) {
4456                         if (memlimit == val)
4457                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4458                         else
4459                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4460                 }
4461                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4462
4463                 if (!ret)
4464                         break;
4465
4466                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4467                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
4468                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4469                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4470                 /* Usage is reduced ? */
4471                 if (curusage >= oldusage)
4472                         retry_count--;
4473                 else
4474                         oldusage = curusage;
4475         }
4476         if (!ret && enlarge)
4477                 memcg_oom_recover(memcg);
4478         return ret;
4479 }
4480
4481 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
4482                                             gfp_t gfp_mask,
4483                                             unsigned long *total_scanned)
4484 {
4485         unsigned long nr_reclaimed = 0;
4486         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
4487         unsigned long reclaimed;
4488         int loop = 0;
4489         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
4490         unsigned long long excess;
4491         unsigned long nr_scanned;
4492
4493         if (order > 0)
4494                 return 0;
4495
4496         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
4497         /*
4498          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
4499          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
4500          * pressure
4501          */
4502         do {
4503                 if (next_mz)
4504                         mz = next_mz;
4505                 else
4506                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4507                 if (!mz)
4508                         break;
4509
4510                 nr_scanned = 0;
4511                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
4512                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
4513                 nr_reclaimed += reclaimed;
4514                 *total_scanned += nr_scanned;
4515                 spin_lock(&mctz->lock);
4516
4517                 /*
4518                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
4519                  * it is time to move on to the next cgroup
4520                  */
4521                 next_mz = NULL;
4522                 if (!reclaimed) {
4523                         do {
4524                                 /*
4525                                  * Loop until we find yet another one.
4526                                  *
4527                                  * By the time we get the soft_limit lock
4528                                  * again, someone might have aded the
4529                                  * group back on the RB tree. Iterate to
4530                                  * make sure we get a different mem.
4531                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
4532                                  * NULL if no other cgroup is present on
4533                                  * the tree
4534                                  */
4535                                 next_mz =
4536                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4537                                 if (next_mz == mz)
4538                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
4539                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
4540                                         break;
4541                         } while (1);
4542                 }
4543                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
4544                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
4545                 /*
4546                  * One school of thought says that we should not add
4547                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
4548                  * But our reclaim could return 0, simply because due
4549                  * to priority we are exposing a smaller subset of
4550                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
4551                  * term TODO.
4552                  */
4553                 /* If excess == 0, no tree ops */
4554                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
4555                 spin_unlock(&mctz->lock);
4556                 css_put(&mz->memcg->css);
4557                 loop++;
4558                 /*
4559                  * Could not reclaim anything and there are no more
4560                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
4561                  * reclaiming anything.
4562                  */
4563                 if (!nr_reclaimed &&
4564                         (next_mz == NULL ||
4565                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
4566                         break;
4567         } while (!nr_reclaimed);
4568         if (next_mz)
4569                 css_put(&next_mz->memcg->css);
4570         return nr_reclaimed;
4571 }
4572
4573 /**
4574  * mem_cgroup_force_empty_list - clears LRU of a group
4575  * @memcg: group to clear
4576  * @node: NUMA node
4577  * @zid: zone id
4578  * @lru: lru to to clear
4579  *
4580  * Traverse a specified page_cgroup list and try to drop them all.  This doesn't
4581  * reclaim the pages page themselves - pages are moved to the parent (or root)
4582  * group.
4583  */
4584 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
4585                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
4586 {
4587         struct lruvec *lruvec;
4588         unsigned long flags;
4589         struct list_head *list;
4590         struct page *busy;
4591         struct zone *zone;
4592
4593         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
4594         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
4595         list = &lruvec->lists[lru];
4596
4597         busy = NULL;
4598         do {
4599                 struct page_cgroup *pc;
4600                 struct page *page;
4601
4602                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
4603                 if (list_empty(list)) {
4604                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4605                         break;
4606                 }
4607                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
4608                 if (busy == page) {
4609                         list_move(&page->lru, list);
4610                         busy = NULL;
4611                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4612                         continue;
4613                 }
4614                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4615
4616                 pc = lookup_page_cgroup(page);
4617
4618                 if (mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg)) {
4619                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
4620                         busy = page;
4621                 } else
4622                         busy = NULL;
4623                 cond_resched();
4624         } while (!list_empty(list));
4625 }
4626
4627 /*
4628  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task by moving
4629  * all the charges and pages to the parent.
4630  * This enables deleting this mem_cgroup.
4631  *
4632  * Caller is responsible for holding css reference on the memcg.
4633  */
4634 static void mem_cgroup_reparent_charges(struct mem_cgroup *memcg)
4635 {
4636         int node, zid;
4637         u64 usage;
4638
4639         do {
4640                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
4641                 lru_add_drain_all();
4642                 drain_all_stock_sync(memcg);
4643                 mem_cgroup_start_move(memcg);
4644                 for_each_node_state(node, N_MEMORY) {
4645                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4646                                 enum lru_list lru;
4647                                 for_each_lru(lru) {
4648                                         mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
4649                                                         node, zid, lru);
4650                                 }
4651                         }
4652                 }
4653                 mem_cgroup_end_move(memcg);
4654                 memcg_oom_recover(memcg);
4655                 cond_resched();
4656
4657                 /*
4658                  * Kernel memory may not necessarily be trackable to a specific
4659                  * process. So they are not migrated, and therefore we can't
4660                  * expect their value to drop to 0 here.
4661                  * Having res filled up with kmem only is enough.
4662                  *
4663                  * This is a safety check because mem_cgroup_force_empty_list
4664                  * could have raced with mem_cgroup_replace_page_cache callers
4665                  * so the lru seemed empty but the page could have been added
4666                  * right after the check. RES_USAGE should be safe as we always
4667                  * charge before adding to the LRU.
4668                  */
4669                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) -
4670                         res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE);
4671         } while (usage > 0);
4672 }
4673
4674 /*
4675  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
4676  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
4677  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
4678  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
4679  */
4680 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4681 {
4682         bool ret;
4683
4684         /*
4685          * The lock does not prevent addition or deletion of children, but
4686          * it prevents a new child from being initialized based on this
4687          * parent in css_online(), so it's enough to decide whether
4688          * hierarchically inherited attributes can still be changed or not.
4689          */
4690         lockdep_assert_held(&memcg_create_mutex);
4691
4692         rcu_read_lock();
4693         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
4694         rcu_read_unlock();
4695         return ret;
4696 }
4697
4698 /*
4699  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
4700  * the rest to the parent.
4701  *
4702  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
4703  */
4704 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
4705 {
4706         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4707
4708         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
4709         lru_add_drain_all();
4710         /* try to free all pages in this cgroup */
4711         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
4712                 int progress;
4713
4714                 if (signal_pending(current))
4715                         return -EINTR;
4716
4717                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
4718                                                 false);
4719                 if (!progress) {
4720                         nr_retries--;
4721                         /* maybe some writeback is necessary */
4722                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
4723                 }
4724
4725         }
4726
4727         return 0;
4728 }
4729
4730 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
4731                                             char *buf, size_t nbytes,
4732                                             loff_t off)
4733 {
4734         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
4735
4736         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
4737                 return -EINVAL;
4738         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
4739 }
4740
4741 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4742                                      struct cftype *cft)
4743 {
4744         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
4745 }
4746
4747 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4748                                       struct cftype *cft, u64 val)
4749 {
4750         int retval = 0;
4751         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4752         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
4753
4754         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4755
4756         if (memcg->use_hierarchy == val)
4757                 goto out;
4758
4759         /*
4760          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
4761          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
4762          * occur, provided the current cgroup has no children.
4763          *
4764          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
4765          * set if there are no children.
4766          */
4767         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
4768                                 (val == 1 || val == 0)) {
4769                 if (!memcg_has_children(memcg))
4770                         memcg->use_hierarchy = val;
4771                 else
4772                         retval = -EBUSY;
4773         } else
4774                 retval = -EINVAL;
4775
4776 out:
4777         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4778
4779         return retval;
4780 }
4781
4782
4783 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
4784                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
4785 {
4786         struct mem_cgroup *iter;
4787         long val = 0;
4788
4789         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
4790         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4791                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
4792
4793         if (val < 0) /* race ? */
4794                 val = 0;
4795         return val;
4796 }
4797
4798 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4799 {
4800         u64 val;
4801
4802         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
4803                 if (!swap)
4804                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4805                 else
4806                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4807         }
4808
4809         /*
4810          * Transparent hugepages are still accounted for in MEM_CGROUP_STAT_RSS
4811          * as well as in MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE.
4812          */
4813         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
4814         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
4815
4816         if (swap)
4817                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
4818
4819         return val << PAGE_SHIFT;
4820 }
4821
4822 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
4823                                    struct cftype *cft)
4824 {
4825         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4826         u64 val;
4827         int name;
4828         enum res_type type;
4829
4830         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4831         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
4832
4833         switch (type) {
4834         case _MEM:
4835                 if (name == RES_USAGE)
4836                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4837                 else
4838                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
4839                 break;
4840         case _MEMSWAP:
4841                 if (name == RES_USAGE)
4842                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4843                 else
4844                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
4845                 break;
4846         case _KMEM:
4847                 val = res_counter_read_u64(&memcg->kmem, name);
4848                 break;
4849         default:
4850                 BUG();
4851         }
4852
4853         return val;
4854 }
4855
4856 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4857 /* should be called with activate_kmem_mutex held */
4858 static int __memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
4859                                  unsigned long long limit)
4860 {
4861         int err = 0;
4862         int memcg_id;
4863
4864         if (memcg_kmem_is_active(memcg))
4865                 return 0;
4866
4867         /*
4868          * We are going to allocate memory for data shared by all memory
4869          * cgroups so let's stop accounting here.
4870          */
4871         memcg_stop_kmem_account();
4872
4873         /*
4874          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
4875          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
4876          * already joined.
4877          *
4878          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
4879          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
4880          * place, which makes the value quite meaningless.
4881          *
4882          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
4883          * of course permitted.
4884          */
4885         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4886         if (cgroup_has_tasks(memcg->css.cgroup) ||
4887             (memcg->use_hierarchy && memcg_has_children(memcg)))
4888                 err = -EBUSY;
4889         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4890         if (err)
4891                 goto out;
4892
4893         memcg_id = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
4894                                   0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
4895         if (memcg_id < 0) {
4896                 err = memcg_id;
4897                 goto out;
4898         }
4899
4900         /*
4901          * Make sure we have enough space for this cgroup in each root cache's
4902          * memcg_params.
4903          */
4904         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
4905         err = memcg_update_all_caches(memcg_id + 1);
4906         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
4907         if (err)
4908                 goto out_rmid;
4909
4910         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
4911         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
4912
4913         /*
4914          * We couldn't have accounted to this cgroup, because it hasn't got the
4915          * active bit set yet, so this should succeed.
4916          */
4917         err = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, limit);
4918         VM_BUG_ON(err);
4919
4920         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
4921         /*
4922          * Setting the active bit after enabling static branching will
4923          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
4924          * patched.
4925          */
4926         memcg_kmem_set_active(memcg);
4927 out:
4928         memcg_resume_kmem_account();
4929         return err;
4930
4931 out_rmid:
4932         ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg_id);
4933         goto out;
4934 }
4935
4936 static int memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
4937                                unsigned long long limit)
4938 {
4939         int ret;
4940
4941         mutex_lock(&activate_kmem_mutex);
4942         ret = __memcg_activate_kmem(memcg, limit);
4943         mutex_unlock(&activate_kmem_mutex);
4944         return ret;
4945 }
4946
4947 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4948                                    unsigned long long val)
4949 {
4950         int ret;
4951
4952         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
4953                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, val);
4954         else
4955                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
4956         return ret;
4957 }
4958
4959 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
4960 {
4961         int ret = 0;
4962         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
4963
4964         if (!parent)
4965                 return 0;
4966
4967         mutex_lock(&activate_kmem_mutex);
4968         /*
4969          * If the parent cgroup is not kmem-active now, it cannot be activated
4970          * after this point, because it has at least one child already.
4971          */
4972         if (memcg_kmem_is_active(parent))
4973                 ret = __memcg_activate_kmem(memcg, RES_COUNTER_MAX);
4974         mutex_unlock(&activate_kmem_mutex);
4975         return ret;
4976 }
4977 #else
4978 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4979                                    unsigned long long val)
4980 {
4981         return -EINVAL;
4982 }
4983 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
4984
4985 /*
4986  * The user of this function is...
4987  * RES_LIMIT.
4988  */
4989 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
4990                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4991 {
4992         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
4993         enum res_type type;
4994         int name;
4995         unsigned long long val;
4996         int ret;
4997
4998         buf = strstrip(buf);
4999         type = MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private);
5000         name = MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private);
5001
5002         switch (name) {
5003         case RES_LIMIT:
5004                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
5005                         ret = -EINVAL;
5006                         break;
5007                 }
5008                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
5009                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buf, &val);
5010                 if (ret)
5011                         break;
5012                 if (type == _MEM)
5013                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
5014                 else if (type == _MEMSWAP)
5015                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
5016                 else if (type == _KMEM)
5017                         ret = memcg_update_kmem_limit(memcg, val);
5018                 else
5019                         return -EINVAL;
5020                 break;
5021         case RES_SOFT_LIMIT:
5022                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buf, &val);
5023                 if (ret)
5024                         break;
5025                 /*
5026                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
5027                  * of semantics, for now, we support soft limits for
5028                  * control without swap
5029                  */
5030                 if (type == _MEM)
5031                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
5032                 else
5033                         ret = -EINVAL;
5034                 break;
5035         default:
5036                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
5037                 break;
5038         }
5039         return ret ?: nbytes;
5040 }
5041
5042 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
5043                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
5044 {
5045         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
5046
5047         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5048         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5049         if (!memcg->use_hierarchy)
5050                 goto out;
5051
5052         while (memcg->css.parent) {
5053                 memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
5054                 if (!memcg->use_hierarchy)
5055                         break;
5056                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5057                 min_limit = min(min_limit, tmp);
5058                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5059                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
5060         }
5061 out:
5062         *mem_limit = min_limit;
5063         *memsw_limit = min_memsw_limit;
5064 }
5065
5066 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
5067                                 size_t nbytes, loff_t off)
5068 {
5069         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5070         int name;
5071         enum res_type type;
5072
5073         type = MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private);
5074         name = MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private);
5075
5076         switch (name) {
5077         case RES_MAX_USAGE:
5078                 if (type == _MEM)
5079                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
5080                 else if (type == _MEMSWAP)
5081                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
5082                 else if (type == _KMEM)
5083                         res_counter_reset_max(&memcg->kmem);
5084                 else
5085                         return -EINVAL;
5086                 break;
5087         case RES_FAILCNT:
5088                 if (type == _MEM)
5089                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
5090                 else if (type == _MEMSWAP)
5091                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
5092                 else if (type == _KMEM)
5093                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->kmem);
5094                 else
5095                         return -EINVAL;
5096                 break;
5097         }
5098
5099         return nbytes;
5100 }
5101
5102 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5103                                         struct cftype *cft)
5104 {
5105         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
5106 }
5107
5108 #ifdef CONFIG_MMU
5109 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5110                                         struct cftype *cft, u64 val)
5111 {
5112         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5113
5114         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
5115                 return -EINVAL;
5116
5117         /*
5118          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
5119          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
5120          * on with stale data. This means that changes to this value will only
5121          * affect task migrations starting after the change.
5122          */
5123         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
5124         return 0;
5125 }
5126 #else
5127 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5128                                         struct cftype *cft, u64 val)
5129 {
5130         return -ENOSYS;
5131 }
5132 #endif
5133
5134 #ifdef CONFIG_NUMA
5135 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
5136 {
5137         struct numa_stat {
5138                 const char *name;
5139                 unsigned int lru_mask;
5140         };
5141
5142         static const struct numa_stat stats[] = {
5143                 { "total", LRU_ALL },
5144                 { "file", LRU_ALL_FILE },
5145                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
5146                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
5147         };
5148         const struct numa_stat *stat;
5149         int nid;
5150         unsigned long nr;
5151         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5152
5153         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
5154                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
5155                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
5156                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5157                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5158                                                           stat->lru_mask);
5159                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
5160                 }
5161                 seq_putc(m, '\n');
5162         }
5163
5164         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
5165                 struct mem_cgroup *iter;
5166
5167                 nr = 0;
5168                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5169                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
5170                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
5171                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5172                         nr = 0;
5173                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5174                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
5175                                         iter, nid, stat->lru_mask);
5176                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
5177                 }
5178                 seq_putc(m, '\n');
5179         }
5180
5181         return 0;
5182 }
5183 #endif /* CONFIG_NUMA */
5184
5185 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
5186 {
5187         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
5188 }
5189
5190 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
5191 {
5192         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5193         struct mem_cgroup *mi;
5194         unsigned int i;
5195
5196         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5197                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5198                         continue;
5199                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
5200                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
5201         }
5202
5203         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
5204                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
5205                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
5206
5207         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
5208                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
5209                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
5210
5211         /* Hierarchical information */
5212         {
5213                 unsigned long long limit, memsw_limit;
5214                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
5215                 seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n", limit);
5216                 if (do_swap_account)
5217                         seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
5218                                    memsw_limit);
5219         }
5220
5221         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5222                 long long val = 0;
5223
5224                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5225                         continue;
5226                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5227                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
5228                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
5229         }
5230
5231         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
5232                 unsigned long long val = 0;
5233
5234                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5235                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
5236                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
5237                            mem_cgroup_events_names[i], val);
5238         }
5239
5240         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
5241                 unsigned long long val = 0;
5242
5243                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5244                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
5245                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
5246         }
5247
5248 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5249         {
5250                 int nid, zid;
5251                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5252                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
5253                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
5254                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
5255
5256                 for_each_online_node(nid)
5257                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
5258                                 mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
5259                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
5260
5261                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
5262                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
5263                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
5264                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
5265                         }
5266                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
5267                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
5268                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
5269                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
5270         }
5271 #endif
5272
5273         return 0;
5274 }
5275
5276 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5277                                       struct cftype *cft)
5278 {
5279         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5280
5281         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
5282 }
5283
5284 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5285                                        struct cftype *cft, u64 val)
5286 {
5287         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5288
5289         if (val > 100)
5290                 return -EINVAL;
5291
5292         if (css->parent)
5293                 memcg->swappiness = val;
5294         else
5295                 vm_swappiness = val;
5296
5297         return 0;
5298 }
5299
5300 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5301 {
5302         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
5303         u64 usage;
5304         int i;
5305
5306         rcu_read_lock();
5307         if (!swap)
5308                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
5309         else
5310                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
5311
5312         if (!t)
5313                 goto unlock;
5314
5315         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
5316
5317         /*
5318          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
5319          * If it's not true, a threshold was crossed after last
5320          * call of __mem_cgroup_threshold().
5321          */
5322         i = t->current_threshold;
5323
5324         /*
5325          * Iterate backward over array of thresholds starting from
5326          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
5327          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
5328          * only one element of the array here.
5329          */
5330         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
5331                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5332
5333         /* i = current_threshold + 1 */
5334         i++;
5335
5336         /*
5337          * Iterate forward over array of thresholds starting from
5338          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
5339          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
5340          * only one element of the array here.
5341          */
5342         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
5343                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5344
5345         /* Update current_threshold */
5346         t->current_threshold = i - 1;
5347 unlock:
5348         rcu_read_unlock();
5349 }
5350
5351 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
5352 {
5353         while (memcg) {
5354                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
5355                 if (do_swap_account)
5356                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
5357
5358                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5359         }
5360 }
5361
5362 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
5363 {
5364         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
5365         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
5366
5367         if (_a->threshold > _b->threshold)
5368                 return 1;
5369
5370         if (_a->threshold < _b->threshold)
5371                 return -1;
5372
5373         return 0;
5374 }
5375
5376 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
5377 {
5378         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
5379
5380         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5381
5382         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
5383                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
5384
5385         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5386         return 0;
5387 }
5388
5389 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
5390 {
5391         struct mem_cgroup *iter;
5392
5393         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5394                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
5395 }
5396
5397 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5398         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
5399 {
5400         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5401         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5402         u64 threshold, usage;
5403         int i, size, ret;
5404
5405         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
5406         if (ret)
5407                 return ret;
5408
5409         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5410
5411         if (type == _MEM)
5412                 thresholds = &memcg->thresholds;
5413         else if (type == _MEMSWAP)
5414                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5415         else
5416                 BUG();
5417
5418         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5419
5420         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
5421         if (thresholds->primary)
5422                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5423
5424         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
5425
5426         /* Allocate memory for new array of thresholds */
5427         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5428                         GFP_KERNEL);
5429         if (!new) {
5430                 ret = -ENOMEM;
5431                 goto unlock;
5432         }
5433         new->size = size;
5434
5435         /* Copy thresholds (if any) to new array */
5436         if (thresholds->primary) {
5437                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
5438                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
5439         }
5440
5441         /* Add new threshold */
5442         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
5443         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
5444
5445         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
5446         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5447                         compare_thresholds, NULL);
5448
5449         /* Find current threshold */
5450         new->current_threshold = -1;
5451         for (i = 0; i < size; i++) {
5452                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
5453                         /*
5454                          * new->current_threshold will not be used until
5455                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5456                          * it here.
5457                          */
5458                         ++new->current_threshold;
5459                 } else
5460                         break;
5461         }
5462
5463         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
5464         kfree(thresholds->spare);
5465         thresholds->spare = thresholds->primary;
5466
5467         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5468
5469         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5470         synchronize_rcu();
5471
5472 unlock:
5473         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5474
5475         return ret;
5476 }
5477
5478 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5479         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5480 {
5481         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
5482 }
5483
5484 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5485         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5486 {
5487         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
5488 }
5489
5490 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5491         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
5492 {
5493         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5494         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5495         u64 usage;
5496         int i, j, size;
5497
5498         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5499         if (type == _MEM)
5500                 thresholds = &memcg->thresholds;
5501         else if (type == _MEMSWAP)
5502                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5503         else
5504                 BUG();
5505
5506         if (!thresholds->primary)
5507                 goto unlock;
5508
5509         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5510
5511         /* Check if a threshold crossed before removing */
5512         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5513
5514         /* Calculate new number of threshold */
5515         size = 0;
5516         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5517                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
5518                         size++;
5519         }
5520
5521         new = thresholds->spare;
5522
5523         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
5524         if (!size) {
5525                 kfree(new);
5526                 new = NULL;
5527                 goto swap_buffers;
5528         }
5529
5530         new->size = size;
5531
5532         /* Copy thresholds and find current threshold */
5533         new->current_threshold = -1;
5534         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5535                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
5536                         continue;
5537
5538                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
5539                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
5540                         /*
5541                          * new->current_threshold will not be used
5542                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5543                          * it here.
5544                          */
5545                         ++new->current_threshold;
5546                 }
5547                 j++;
5548         }
5549
5550 swap_buffers:
5551         /* Swap primary and spare array */
5552         thresholds->spare = thresholds->primary;
5553         /* If all events are unregistered, free the spare array */
5554         if (!new) {
5555                 kfree(thresholds->spare);
5556                 thresholds->spare = NULL;
5557         }
5558
5559         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5560
5561         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5562         synchronize_rcu();
5563 unlock:
5564         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5565 }
5566
5567 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5568         struct eventfd_ctx *eventfd)
5569 {
5570         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
5571 }
5572
5573 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5574         struct eventfd_ctx *eventfd)
5575 {
5576         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
5577 }
5578
5579 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5580         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5581 {
5582         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
5583
5584         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5585         if (!event)
5586                 return -ENOMEM;
5587
5588         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5589
5590         event->eventfd = eventfd;
5591         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
5592
5593         /* already in OOM ? */
5594         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5595                 eventfd_signal(eventfd, 1);
5596         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5597
5598         return 0;
5599 }
5600
5601 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5602         struct eventfd_ctx *eventfd)
5603 {
5604         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
5605
5606         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5607
5608         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
5609                 if (ev->eventfd == eventfd) {
5610                         list_del(&ev->list);
5611                         kfree(ev);
5612                 }
5613         }
5614
5615         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5616 }
5617
5618 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
5619 {
5620         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(sf));
5621
5622         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
5623         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)atomic_read(&memcg->under_oom));
5624         return 0;
5625 }
5626
5627 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5628         struct cftype *cft, u64 val)
5629 {
5630         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5631
5632         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
5633         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
5634                 return -EINVAL;
5635
5636         memcg->oom_kill_disable = val;
5637         if (!val)
5638                 memcg_oom_recover(memcg);
5639
5640         return 0;
5641 }
5642
5643 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5644 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5645 {
5646         int ret;
5647
5648         memcg->kmemcg_id = -1;
5649         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
5650         if (ret)
5651                 return ret;
5652
5653         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
5654 }
5655
5656 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5657 {
5658         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
5659 }
5660
5661 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5662 {
5663         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5664                 return;
5665
5666         /*
5667          * kmem charges can outlive the cgroup. In the case of slab
5668          * pages, for instance, a page contain objects from various
5669          * processes. As we prevent from taking a reference for every
5670          * such allocation we have to be careful when doing uncharge
5671          * (see memcg_uncharge_kmem) and here during offlining.
5672          *
5673          * The idea is that that only the _last_ uncharge which sees
5674          * the dead memcg will drop the last reference. An additional
5675          * reference is taken here before the group is marked dead
5676          * which is then paired with css_put during uncharge resp. here.
5677          *
5678          * Although this might sound strange as this path is called from
5679          * css_offline() when the referencemight have dropped down to 0 and
5680          * shouldn't be incremented anymore (css_tryget_online() would
5681          * fail) we do not have other options because of the kmem
5682          * allocations lifetime.
5683          */
5684         css_get(&memcg->css);
5685
5686         memcg_kmem_mark_dead(memcg);
5687
5688         if (res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0)
5689                 return;
5690
5691         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
5692                 css_put(&memcg->css);
5693 }
5694 #else
5695 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5696 {
5697         return 0;
5698 }
5699
5700 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5701 {
5702 }
5703
5704 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5705 {
5706 }
5707 #endif
5708
5709 /*
5710  * DO NOT USE IN NEW FILES.
5711  *
5712  * "cgroup.event_control" implementation.
5713  *
5714  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
5715  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
5716  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
5717  *
5718  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
5719  * possible.
5720  */
5721
5722 /*
5723  * Unregister event and free resources.
5724  *
5725  * Gets called from workqueue.
5726  */
5727 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
5728 {
5729         struct mem_cgroup_event *event =
5730                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
5731         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
5732
5733         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
5734
5735         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
5736
5737         /* Notify userspace the event is going away. */
5738         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
5739
5740         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
5741         kfree(event);
5742         css_put(&memcg->css);
5743 }
5744
5745 /*
5746  * Gets called on POLLHUP on eventfd when user closes it.
5747  *
5748  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
5749  */
5750 static int memcg_event_wake(wait_queue_t *wait, unsigned mode,
5751                             int sync, void *key)
5752 {
5753         struct mem_cgroup_event *event =
5754                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
5755         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
5756         unsigned long flags = (unsigned long)key;
5757
5758         if (flags & POLLHUP) {
5759                 /*
5760                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
5761                  * can simply return knowing the other side will cleanup
5762                  * for us.
5763                  *
5764                  * We can't race against event freeing since the other
5765                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
5766                  * which we hold.
5767                  */
5768                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5769                 if (!list_empty(&event->list)) {
5770                         list_del_init(&event->list);
5771                         /*
5772                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
5773                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
5774                          */
5775                         schedule_work(&event->remove);
5776                 }
5777                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5778         }
5779
5780         return 0;
5781 }
5782
5783 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
5784                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
5785 {
5786         struct mem_cgroup_event *event =
5787                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
5788
5789         event->wqh = wqh;
5790         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
5791 }
5792
5793 /*
5794  * DO NOT USE IN NEW FILES.
5795  *
5796  * Parse input and register new cgroup event handler.
5797  *
5798  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
5799  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
5800  */
5801 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
5802                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5803 {
5804         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
5805         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5806         struct mem_cgroup_event *event;
5807         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
5808         unsigned int efd, cfd;
5809         struct fd efile;
5810         struct fd cfile;
5811         const char *name;
5812         char *endp;
5813         int ret;
5814
5815         buf = strstrip(buf);
5816
5817         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
5818         if (*endp != ' ')
5819                 return -EINVAL;
5820         buf = endp + 1;
5821
5822         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
5823         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
5824                 return -EINVAL;
5825         buf = endp + 1;
5826
5827         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5828         if (!event)
5829                 return -ENOMEM;
5830
5831         event->memcg = memcg;
5832         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
5833         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
5834         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
5835         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
5836
5837         efile = fdget(efd);
5838         if (!efile.file) {
5839                 ret = -EBADF;
5840                 goto out_kfree;
5841         }
5842
5843         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
5844         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
5845                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
5846                 goto out_put_efile;
5847         }
5848
5849         cfile = fdget(cfd);
5850         if (!cfile.file) {
5851                 ret = -EBADF;
5852                 goto out_put_eventfd;
5853         }
5854
5855         /* the process need read permission on control file */
5856         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
5857         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
5858         if (ret < 0)
5859                 goto out_put_cfile;
5860
5861         /*
5862          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
5863          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
5864          * about these events.  The following is crude but the whole thing
5865          * is for compatibility anyway.
5866          *
5867          * DO NOT ADD NEW FILES.
5868          */
5869         name = cfile.file->f_dentry->d_name.name;
5870
5871         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
5872                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
5873                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
5874         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
5875                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
5876                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
5877         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
5878                 event->register_event = vmpressure_register_event;
5879                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
5880         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
5881                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
5882                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
5883         } else {
5884                 ret = -EINVAL;
5885                 goto out_put_cfile;
5886         }
5887
5888         /*
5889          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
5890          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
5891          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
5892          */
5893         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_dentry->d_parent,
5894                                                &memory_cgrp_subsys);
5895         ret = -EINVAL;
5896         if (IS_ERR(cfile_css))
5897                 goto out_put_cfile;
5898         if (cfile_css != css) {
5899                 css_put(cfile_css);
5900                 goto out_put_cfile;
5901         }
5902
5903         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
5904         if (ret)
5905                 goto out_put_css;
5906
5907         efile.file->f_op->poll(efile.file, &event->pt);
5908
5909         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5910         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
5911         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5912
5913         fdput(cfile);
5914         fdput(efile);
5915
5916         return nbytes;
5917
5918 out_put_css:
5919         css_put(css);
5920 out_put_cfile:
5921         fdput(cfile);
5922 out_put_eventfd:
5923         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
5924 out_put_efile:
5925         fdput(efile);
5926 out_kfree:
5927         kfree(event);
5928
5929         return ret;
5930 }
5931
5932 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
5933         {
5934                 .name = "usage_in_bytes",
5935                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
5936                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5937         },
5938         {
5939                 .name = "max_usage_in_bytes",
5940                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
5941                 .write = mem_cgroup_reset,
5942                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5943         },
5944         {
5945                 .name = "limit_in_bytes",
5946                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
5947                 .write = mem_cgroup_write,
5948                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5949         },
5950         {
5951                 .name = "soft_limit_in_bytes",
5952                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
5953                 .write = mem_cgroup_write,
5954                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5955         },
5956         {
5957                 .name = "failcnt",
5958                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
5959                 .write = mem_cgroup_reset,
5960                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5961         },
5962         {
5963                 .name = "stat",
5964                 .seq_show = memcg_stat_show,
5965         },
5966         {
5967                 .name = "force_empty",
5968                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
5969         },
5970         {
5971                 .name = "use_hierarchy",
5972                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
5973                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
5974         },
5975         {
5976                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
5977                 .write = memcg_write_event_control,
5978                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX,
5979                 .mode = S_IWUGO,
5980         },
5981         {
5982                 .name = "swappiness",
5983                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
5984                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
5985         },
5986         {
5987                 .name = "move_charge_at_immigrate",
5988                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
5989                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
5990         },
5991         {
5992                 .name = "oom_control",
5993                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
5994                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
5995                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
5996         },
5997         {
5998                 .name = "pressure_level",
5999         },
6000 #ifdef CONFIG_NUMA
6001         {
6002                 .name = "numa_stat",
6003                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
6004         },
6005 #endif
6006 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
6007         {
6008                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
6009                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
6010                 .write = mem_cgroup_write,
6011                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6012         },
6013         {
6014                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
6015                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
6016                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6017         },
6018         {
6019                 .name = "kmem.failcnt",
6020                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
6021                 .write = mem_cgroup_reset,
6022                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6023         },
6024         {
6025                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
6026                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
6027                 .write = mem_cgroup_reset,
6028                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6029         },
6030 #ifdef CONFIG_SLABINFO
6031         {
6032                 .name = "kmem.slabinfo",
6033                 .seq_show = mem_cgroup_slabinfo_read,
6034         },
6035 #endif
6036 #endif
6037         { },    /* terminate */
6038 };
6039
6040 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6041 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
6042         {
6043                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
6044                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
6045                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6046         },
6047         {
6048                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
6049                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
6050                 .write = mem_cgroup_reset,
6051                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6052         },
6053         {
6054                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
6055                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
6056                 .write = mem_cgroup_write,
6057                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6058         },
6059         {
6060                 .name = "memsw.failcnt",
6061                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
6062                 .write = mem_cgroup_reset,
6063                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6064         },
6065         { },    /* terminate */
6066 };
6067 #endif
6068 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6069 {
6070         struct mem_cgroup_per_node *pn;
6071         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
6072         int zone, tmp = node;
6073         /*
6074          * This routine is called against possible nodes.
6075          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
6076          *
6077          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
6078          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
6079          *       function.
6080          */
6081         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6082                 tmp = -1;
6083         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
6084         if (!pn)
6085                 return 1;
6086
6087         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6088                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
6089                 lruvec_init(&mz->lruvec);
6090                 mz->usage_in_excess = 0;
6091                 mz->on_tree = false;
6092                 mz->memcg = memcg;
6093         }
6094         memcg->nodeinfo[node] = pn;
6095         return 0;
6096 }
6097
6098 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6099 {
6100         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
6101 }
6102
6103 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
6104 {
6105         struct mem_cgroup *memcg;
6106         size_t size;
6107
6108         size = sizeof(struct mem_cgroup);
6109         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
6110
6111         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
6112         if (!memcg)
6113                 return NULL;
6114
6115         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
6116         if (!memcg->stat)
6117                 goto out_free;
6118         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
6119         return memcg;
6120
6121 out_free:
6122         kfree(memcg);
6123         return NULL;
6124 }
6125
6126 /*
6127  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
6128  * (scanning all at force_empty is too costly...)
6129  *
6130  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
6131  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
6132  * it goes down to 0.
6133  *
6134  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
6135  */
6136
6137 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
6138 {
6139         int node;
6140
6141         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
6142
6143         for_each_node(node)
6144                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
6145
6146         free_percpu(memcg->stat);
6147
6148         /*
6149          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
6150          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
6151          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
6152          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
6153          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
6154          *
6155          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
6156          * to move this code around, and make sure it is outside
6157          * the cgroup_lock.
6158          */
6159         disarm_static_keys(memcg);
6160         kfree(memcg);
6161 }
6162
6163 /*
6164  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
6165  */
6166 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
6167 {
6168         if (!memcg->res.parent)
6169                 return NULL;
6170         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
6171 }
6172 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
6173
6174 static void __init mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
6175 {
6176         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
6177         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
6178         int tmp, node, zone;
6179
6180         for_each_node(node) {
6181                 tmp = node;
6182                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6183                         tmp = -1;
6184                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
6185                 BUG_ON(!rtpn);
6186
6187                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
6188
6189                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6190                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
6191                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
6192                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
6193                 }
6194         }
6195 }
6196
6197 static struct cgroup_subsys_state * __ref
6198 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
6199 {
6200         struct mem_cgroup *memcg;
6201         long error = -ENOMEM;
6202         int node;
6203
6204         memcg = mem_cgroup_alloc();
6205         if (!memcg)
6206                 return ERR_PTR(error);
6207
6208         for_each_node(node)
6209                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
6210                         goto free_out;
6211
6212         /* root ? */
6213         if (parent_css == NULL) {
6214                 root_mem_cgroup = memcg;
6215                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6216                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6217                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6218         }
6219
6220         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
6221         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
6222         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
6223         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
6224         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
6225         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
6226         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
6227         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
6228
6229         return &memcg->css;
6230
6231 free_out:
6232         __mem_cgroup_free(memcg);
6233         return ERR_PTR(error);
6234 }
6235
6236 static int
6237 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
6238 {
6239         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6240         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css->parent);
6241
6242         if (css->id > MEM_CGROUP_ID_MAX)
6243                 return -ENOSPC;
6244
6245         if (!parent)
6246                 return 0;
6247
6248         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
6249
6250         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
6251         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
6252         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
6253
6254         if (parent->use_hierarchy) {
6255                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
6256                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
6257                 res_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
6258
6259                 /*
6260                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
6261                  * core guarantees its existence.
6262                  */
6263         } else {
6264                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6265                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6266                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6267                 /*
6268                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
6269                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
6270                  * unfortunate state in our controller.
6271                  */
6272                 if (parent != root_mem_cgroup)
6273                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
6274         }
6275         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
6276
6277         return memcg_init_kmem(memcg, &memory_cgrp_subsys);
6278 }
6279
6280 /*
6281  * Announce all parents that a group from their hierarchy is gone.
6282  */
6283 static void mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *memcg)
6284 {
6285         struct mem_cgroup *parent = memcg;
6286
6287         while ((parent = parent_mem_cgroup(parent)))
6288                 mem_cgroup_iter_invalidate(parent);
6289
6290         /*
6291          * if the root memcg is not hierarchical we have to check it
6292          * explicitely.
6293          */
6294         if (!root_mem_cgroup->use_hierarchy)
6295                 mem_cgroup_iter_invalidate(root_mem_cgroup);
6296 }
6297
6298 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
6299 {
6300         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6301         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
6302         struct cgroup_subsys_state *iter;
6303
6304         /*
6305          * Unregister events and notify userspace.
6306          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
6307          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
6308          */
6309         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
6310         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
6311                 list_del_init(&event->list);
6312                 schedule_work(&event->remove);
6313         }
6314         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
6315
6316         kmem_cgroup_css_offline(memcg);
6317
6318         mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(memcg);
6319
6320         /*
6321          * This requires that offlining is serialized.  Right now that is
6322          * guaranteed because css_killed_work_fn() holds the cgroup_mutex.
6323          */
6324         css_for_each_descendant_post(iter, css)
6325                 mem_cgroup_reparent_charges(mem_cgroup_from_css(iter));
6326
6327         memcg_unregister_all_caches(memcg);
6328         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
6329 }
6330
6331 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
6332 {
6333         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6334         /*
6335          * XXX: css_offline() would be where we should reparent all
6336          * memory to prepare the cgroup for destruction.  However,
6337          * memcg does not do css_tryget_online() and res_counter charging
6338          * under the same RCU lock region, which means that charging
6339          * could race with offlining.  Offlining only happens to
6340          * cgroups with no tasks in them but charges can show up
6341          * without any tasks from the swapin path when the target
6342          * memcg is looked up from the swapout record and not from the
6343          * current task as it usually is.  A race like this can leak
6344          * charges and put pages with stale cgroup pointers into
6345          * circulation:
6346          *
6347          * #0                        #1
6348          *                           lookup_swap_cgroup_id()
6349          *                           rcu_read_lock()
6350          *                           mem_cgroup_lookup()
6351          *                           css_tryget_online()
6352          *                           rcu_read_unlock()
6353          * disable css_tryget_online()
6354          * call_rcu()
6355          *   offline_css()
6356          *     reparent_charges()
6357          *                           res_counter_charge()
6358          *                           css_put()
6359          *                             css_free()
6360          *                           pc->mem_cgroup = dead memcg
6361          *                           add page to lru
6362          *
6363          * The bulk of the charges are still moved in offline_css() to
6364          * avoid pinning a lot of pages in case a long-term reference
6365          * like a swapout record is deferring the css_free() to long
6366          * after offlining.  But this makes sure we catch any charges
6367          * made after offlining:
6368          */
6369         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
6370
6371         memcg_destroy_kmem(memcg);
6372         __mem_cgroup_free(memcg);
6373 }
6374
6375 /**
6376  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
6377  * @css: the target css
6378  *
6379  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
6380  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
6381  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
6382  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
6383  * made visible again.
6384  *
6385  * The current implementation only resets the essential configurations.
6386  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
6387  */
6388 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
6389 {
6390         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6391
6392         mem_cgroup_resize_limit(memcg, ULLONG_MAX);
6393         mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, ULLONG_MAX);
6394         memcg_update_kmem_limit(memcg, ULLONG_MAX);
6395         res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, ULLONG_MAX);
6396 }
6397
6398 #ifdef CONFIG_MMU
6399 /* Handlers for move charge at task migration. */
6400 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
6401 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
6402 {
6403         int ret = 0;
6404         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6405         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
6406
6407         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6408                 mc.precharge += count;
6409                 /* we don't need css_get for root */
6410                 return ret;
6411         }
6412         /* try to charge at once */
6413         if (count > 1) {
6414                 struct res_counter *dummy;
6415                 /*
6416                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
6417                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
6418                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
6419                  * css_get().
6420                  */
6421                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
6422                         goto one_by_one;
6423                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
6424                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
6425                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
6426                         goto one_by_one;
6427                 }
6428                 mc.precharge += count;
6429                 return ret;
6430         }
6431 one_by_one:
6432         /* fall back to one by one charge */
6433         while (count--) {
6434                 if (signal_pending(current)) {
6435                         ret = -EINTR;
6436                         break;
6437                 }
6438                 if (!batch_count--) {
6439                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6440                         cond_resched();
6441                 }
6442                 ret = mem_cgroup_try_charge(memcg, GFP_KERNEL, 1, false);
6443                 if (ret)
6444                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
6445                         return ret;
6446                 mc.precharge++;
6447         }
6448         return ret;
6449 }
6450
6451 /**
6452  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
6453  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
6454  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
6455  * @ptent: the pte to be checked
6456  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
6457  *
6458  * Returns
6459  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
6460  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
6461  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
6462  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
6463  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
6464  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
6465  *     in target->ent.
6466  *
6467  * Called with pte lock held.
6468  */
6469 union mc_target {
6470         struct page     *page;
6471         swp_entry_t     ent;
6472 };
6473
6474 enum mc_target_type {
6475         MC_TARGET_NONE = 0,
6476         MC_TARGET_PAGE,
6477         MC_TARGET_SWAP,
6478 };
6479
6480 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
6481                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
6482 {
6483         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
6484
6485         if (!page || !page_mapped(page))
6486                 return NULL;
6487         if (PageAnon(page)) {
6488                 /* we don't move shared anon */
6489                 if (!move_anon())
6490                         return NULL;
6491         } else if (!move_file())
6492                 /* we ignore mapcount for file pages */
6493                 return NULL;
6494         if (!get_page_unless_zero(page))
6495                 return NULL;
6496
6497         return page;
6498 }
6499
6500 #ifdef CONFIG_SWAP
6501 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6502                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6503 {
6504         struct page *page = NULL;
6505         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
6506
6507         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
6508                 return NULL;
6509         /*
6510          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
6511          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
6512          */
6513         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
6514         if (do_swap_account)
6515                 entry->val = ent.val;
6516
6517         return page;
6518 }
6519 #else
6520 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6521                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6522 {
6523         return NULL;
6524 }
6525 #endif
6526
6527 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
6528                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6529 {
6530         struct page *page = NULL;
6531         struct address_space *mapping;
6532         pgoff_t pgoff;
6533
6534         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
6535                 return NULL;
6536         if (!move_file())
6537                 return NULL;
6538
6539         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
6540         if (pte_none(ptent))
6541                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
6542         else /* pte_file(ptent) is true */
6543                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
6544
6545         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
6546 #ifdef CONFIG_SWAP
6547         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
6548         if (shmem_mapping(mapping)) {
6549                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
6550                 if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
6551                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
6552                         if (do_swap_account)
6553                                 *entry = swp;
6554                         page = find_get_page(swap_address_space(swp), swp.val);
6555                 }
6556         } else
6557                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
6558 #else
6559         page = find_get_page(mapping, pgoff);
6560 #endif
6561         return page;
6562 }
6563
6564 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
6565                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
6566 {
6567         struct page *page = NULL;
6568         struct page_cgroup *pc;
6569         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6570         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
6571
6572         if (pte_present(ptent))
6573                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
6574         else if (is_swap_pte(ptent))
6575                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6576         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
6577                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6578
6579         if (!page && !ent.val)
6580                 return ret;
6581         if (page) {
6582                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6583                 /*
6584                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
6585                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
6586                  * the lock.
6587                  */
6588                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6589                         ret = MC_TARGET_PAGE;
6590                         if (target)
6591                                 target->page = page;
6592                 }
6593                 if (!ret || !target)
6594                         put_page(page);
6595         }
6596         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
6597         if (ent.val && !ret &&
6598             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
6599                 ret = MC_TARGET_SWAP;
6600                 if (target)
6601                         target->ent = ent;
6602         }
6603         return ret;
6604 }
6605
6606 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
6607 /*
6608  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
6609  * support them for now.
6610  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
6611  */
6612 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6613                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6614 {
6615         struct page *page = NULL;
6616         struct page_cgroup *pc;
6617         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6618
6619         page = pmd_page(pmd);
6620         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
6621         if (!move_anon())
6622                 return ret;
6623         pc = lookup_page_cgroup(page);
6624         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6625                 ret = MC_TARGET_PAGE;
6626                 if (target) {
6627                         get_page(page);
6628                         target->page = page;
6629                 }
6630         }
6631         return ret;
6632 }
6633 #else
6634 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6635                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6636 {
6637         return MC_TARGET_NONE;
6638 }
6639 #endif
6640
6641 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
6642                                         unsigned long addr, unsigned long end,
6643                                         struct mm_walk *walk)
6644 {
6645         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6646         pte_t *pte;
6647         spinlock_t *ptl;
6648
6649         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
6650                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
6651                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
6652                 spin_unlock(ptl);
6653                 return 0;
6654         }
6655
6656         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6657                 return 0;
6658         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6659         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
6660                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
6661                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
6662         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6663         cond_resched();
6664
6665         return 0;
6666 }
6667
6668 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
6669 {
6670         unsigned long precharge;
6671         struct vm_area_struct *vma;
6672
6673         down_read(&mm->mmap_sem);
6674         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6675                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
6676                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
6677                         .mm = mm,
6678                         .private = vma,
6679                 };
6680                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6681                         continue;
6682                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6683                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
6684         }
6685         up_read(&mm->mmap_sem);
6686
6687         precharge = mc.precharge;
6688         mc.precharge = 0;
6689
6690         return precharge;
6691 }
6692
6693 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
6694 {
6695         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
6696
6697         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
6698         mc.moving_task = current;
6699         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
6700 }
6701
6702 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
6703 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
6704 {
6705         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6706         struct mem_cgroup *to = mc.to;
6707         int i;
6708
6709         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
6710         if (mc.precharge) {
6711                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
6712                 mc.precharge = 0;
6713         }
6714         /*
6715          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
6716          * we must uncharge here.
6717          */
6718         if (mc.moved_charge) {
6719                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
6720                 mc.moved_charge = 0;
6721         }
6722         /* we must fixup refcnts and charges */
6723         if (mc.moved_swap) {
6724                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
6725                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
6726                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
6727                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6728
6729                 for (i = 0; i < mc.moved_swap; i++)
6730                         css_put(&mc.from->css);
6731
6732                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
6733                         /*
6734                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
6735                          * uncharge to->res.
6736                          */
6737                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
6738                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6739                 }
6740                 /* we've already done css_get(mc.to) */
6741                 mc.moved_swap = 0;
6742         }
6743         memcg_oom_recover(from);
6744         memcg_oom_recover(to);
6745         wake_up_all(&mc.waitq);
6746 }
6747
6748 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
6749 {
6750         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6751
6752         /*
6753          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
6754          * task migration.
6755          */
6756         mc.moving_task = NULL;
6757         __mem_cgroup_clear_mc();
6758         spin_lock(&mc.lock);
6759         mc.from = NULL;
6760         mc.to = NULL;
6761         spin_unlock(&mc.lock);
6762         mem_cgroup_end_move(from);
6763 }
6764
6765 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6766                                  struct cgroup_taskset *tset)
6767 {
6768         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6769         int ret = 0;
6770         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6771         unsigned long move_charge_at_immigrate;
6772
6773         /*
6774          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
6775          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
6776          * So we need to save it, and keep it going.
6777          */
6778         move_charge_at_immigrate  = memcg->move_charge_at_immigrate;
6779         if (move_charge_at_immigrate) {
6780                 struct mm_struct *mm;
6781                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
6782
6783                 VM_BUG_ON(from == memcg);
6784
6785                 mm = get_task_mm(p);
6786                 if (!mm)
6787                         return 0;
6788                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
6789                 if (mm->owner == p) {
6790                         VM_BUG_ON(mc.from);
6791                         VM_BUG_ON(mc.to);
6792                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
6793                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
6794                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
6795                         mem_cgroup_start_move(from);
6796                         spin_lock(&mc.lock);
6797                         mc.from = from;
6798                         mc.to = memcg;
6799                         mc.immigrate_flags = move_charge_at_immigrate;
6800                         spin_unlock(&mc.lock);
6801                         /* We set mc.moving_task later */
6802
6803                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6804                         if (ret)
6805                                 mem_cgroup_clear_mc();
6806                 }
6807                 mmput(mm);
6808         }
6809         return ret;
6810 }
6811
6812 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6813                                      struct cgroup_taskset *tset)
6814 {
6815         mem_cgroup_clear_mc();
6816 }
6817
6818 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6819                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6820                                 struct mm_walk *walk)
6821 {
6822         int ret = 0;
6823         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6824         pte_t *pte;
6825         spinlock_t *ptl;
6826         enum mc_target_type target_type;
6827         union mc_target target;
6828         struct page *page;
6829         struct page_cgroup *pc;
6830
6831         /*
6832          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
6833          * happens because:
6834          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
6835          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
6836          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
6837          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
6838          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
6839          *    part of thp split is not executed yet.
6840          */
6841         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
6842                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6843                         spin_unlock(ptl);
6844                         return 0;
6845                 }
6846                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6847                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6848                         page = target.page;
6849                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6850                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6851                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
6852                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
6853                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6854                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6855                                 }
6856                                 putback_lru_page(page);
6857                         }
6858                         put_page(page);
6859                 }
6860                 spin_unlock(ptl);
6861                 return 0;
6862         }
6863
6864         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6865                 return 0;
6866 retry:
6867         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6868         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6869                 pte_t ptent = *(pte++);
6870                 swp_entry_t ent;
6871
6872                 if (!mc.precharge)
6873                         break;
6874
6875                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6876                 case MC_TARGET_PAGE:
6877                         page = target.page;
6878                         if (isolate_lru_page(page))
6879                                 goto put;
6880                         pc = lookup_page_cgroup(page);
6881                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
6882                                                      mc.from, mc.to)) {
6883                                 mc.precharge--;
6884                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6885                                 mc.moved_charge++;
6886                         }
6887                         putback_lru_page(page);
6888 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6889                         put_page(page);
6890                         break;
6891                 case MC_TARGET_SWAP:
6892                         ent = target.ent;
6893                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6894                                 mc.precharge--;
6895                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
6896                                 mc.moved_swap++;
6897                         }
6898                         break;
6899                 default:
6900                         break;
6901                 }
6902         }
6903         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6904         cond_resched();
6905
6906         if (addr != end) {
6907                 /*
6908                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6909                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6910                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6911                  * phase.
6912                  */
6913                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6914                 if (!ret)
6915                         goto retry;
6916         }
6917
6918         return ret;
6919 }
6920
6921 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
6922 {
6923         struct vm_area_struct *vma;
6924
6925         lru_add_drain_all();
6926 retry:
6927         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
6928                 /*
6929                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
6930                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6931                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6932                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6933                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6934                  */
6935                 __mem_cgroup_clear_mc();
6936                 cond_resched();
6937                 goto retry;
6938         }
6939         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6940                 int ret;
6941                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
6942                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6943                         .mm = mm,
6944                         .private = vma,
6945                 };
6946                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6947                         continue;
6948                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6949                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
6950                 if (ret)
6951                         /*
6952                          * means we have consumed all precharges and failed in
6953                          * doing additional charge. Just abandon here.
6954                          */
6955                         break;
6956         }
6957         up_read(&mm->mmap_sem);
6958 }
6959
6960 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
6961                                  struct cgroup_taskset *tset)
6962 {
6963         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6964         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
6965
6966         if (mm) {
6967                 if (mc.to)
6968                         mem_cgroup_move_charge(mm);
6969                 mmput(mm);
6970         }
6971         if (mc.to)
6972                 mem_cgroup_clear_mc();
6973 }
6974 #else   /* !CONFIG_MMU */
6975 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6976                                  struct cgroup_taskset *tset)
6977 {
6978         return 0;
6979 }
6980 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6981                                      struct cgroup_taskset *tset)
6982 {
6983 }
6984 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
6985                                  struct cgroup_taskset *tset)
6986 {
6987 }
6988 #endif
6989
6990 /*
6991  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
6992  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
6993  * attempt.
6994  */
6995 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
6996 {
6997         /*
6998          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
6999          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
7000          * on for the root memcg is enough.
7001          */
7002         if (cgroup_on_dfl(root_css->cgroup))
7003                 mem_cgroup_from_css(root_css)->use_hierarchy = true;
7004 }
7005
7006 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
7007         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
7008         .css_online = mem_cgroup_css_online,
7009         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
7010         .css_free = mem_cgroup_css_free,
7011         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
7012         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
7013         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
7014         .attach = mem_cgroup_move_task,
7015         .bind = mem_cgroup_bind,
7016         .legacy_cftypes = mem_cgroup_files,
7017         .early_init = 0,
7018 };
7019
7020 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
7021 static int __init enable_swap_account(char *s)
7022 {
7023         if (!strcmp(s, "1"))
7024                 really_do_swap_account = 1;
7025         else if (!strcmp(s, "0"))
7026                 really_do_swap_account = 0;
7027         return 1;
7028 }
7029 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
7030
7031 static void __init memsw_file_init(void)
7032 {
7033         WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
7034                                           memsw_cgroup_files));
7035 }
7036
7037 static void __init enable_swap_cgroup(void)
7038 {
7039         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
7040                 do_swap_account = 1;
7041                 memsw_file_init();
7042         }
7043 }
7044
7045 #else
7046 static void __init enable_swap_cgroup(void)
7047 {
7048 }
7049 #endif
7050
7051 /*
7052  * subsys_initcall() for memory controller.
7053  *
7054  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
7055  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
7056  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
7057  * be initialized from here.
7058  */
7059 static int __init mem_cgroup_init(void)
7060 {
7061         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
7062         enable_swap_cgroup();
7063         mem_cgroup_soft_limit_tree_init();
7064         memcg_stock_init();
7065         return 0;
7066 }
7067 subsys_initcall(mem_cgroup_init);