memcg, slab: simplify synchronization scheme
[cascardo/linux.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * Kernel Memory Controller
14  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
15  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
16  *
17  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
18  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
19  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
20  * (at your option) any later version.
21  *
22  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
23  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
24  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
25  * GNU General Public License for more details.
26  */
27
28 #include <linux/res_counter.h>
29 #include <linux/memcontrol.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31 #include <linux/mm.h>
32 #include <linux/hugetlb.h>
33 #include <linux/pagemap.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/page-flags.h>
36 #include <linux/backing-dev.h>
37 #include <linux/bit_spinlock.h>
38 #include <linux/rcupdate.h>
39 #include <linux/limits.h>
40 #include <linux/export.h>
41 #include <linux/mutex.h>
42 #include <linux/rbtree.h>
43 #include <linux/slab.h>
44 #include <linux/swap.h>
45 #include <linux/swapops.h>
46 #include <linux/spinlock.h>
47 #include <linux/eventfd.h>
48 #include <linux/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 = 0;
84 #endif
85
86 #else
87 #define do_swap_account         0
88 #endif
89
90
91 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
92         "cache",
93         "rss",
94         "rss_huge",
95         "mapped_file",
96         "writeback",
97         "swap",
98 };
99
100 enum mem_cgroup_events_index {
101         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
102         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
103         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
104         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
105         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
106 };
107
108 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
109         "pgpgin",
110         "pgpgout",
111         "pgfault",
112         "pgmajfault",
113 };
114
115 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
116         "inactive_anon",
117         "active_anon",
118         "inactive_file",
119         "active_file",
120         "unevictable",
121 };
122
123 /*
124  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
125  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
126  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
127  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
128  */
129 enum mem_cgroup_events_target {
130         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
131         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
132         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
133         MEM_CGROUP_NTARGETS,
134 };
135 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
136 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
137 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
138
139 struct mem_cgroup_stat_cpu {
140         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
141         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
142         unsigned long nr_page_events;
143         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
144 };
145
146 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
147         /*
148          * last scanned hierarchy member. Valid only if last_dead_count
149          * matches memcg->dead_count of the hierarchy root group.
150          */
151         struct mem_cgroup *last_visited;
152         int last_dead_count;
153
154         /* scan generation, increased every round-trip */
155         unsigned int generation;
156 };
157
158 /*
159  * per-zone information in memory controller.
160  */
161 struct mem_cgroup_per_zone {
162         struct lruvec           lruvec;
163         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
164
165         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
166
167         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
168         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
169                                                 /* the soft limit is exceeded*/
170         bool                    on_tree;
171         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
172                                                 /* use container_of        */
173 };
174
175 struct mem_cgroup_per_node {
176         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
177 };
178
179 /*
180  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
181  * their hierarchy representation
182  */
183
184 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
185         struct rb_root rb_root;
186         spinlock_t lock;
187 };
188
189 struct mem_cgroup_tree_per_node {
190         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
191 };
192
193 struct mem_cgroup_tree {
194         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
195 };
196
197 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
198
199 struct mem_cgroup_threshold {
200         struct eventfd_ctx *eventfd;
201         u64 threshold;
202 };
203
204 /* For threshold */
205 struct mem_cgroup_threshold_ary {
206         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
207         int current_threshold;
208         /* Size of entries[] */
209         unsigned int size;
210         /* Array of thresholds */
211         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
212 };
213
214 struct mem_cgroup_thresholds {
215         /* Primary thresholds array */
216         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
217         /*
218          * Spare threshold array.
219          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
220          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
221          */
222         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
223 };
224
225 /* for OOM */
226 struct mem_cgroup_eventfd_list {
227         struct list_head list;
228         struct eventfd_ctx *eventfd;
229 };
230
231 /*
232  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
233  */
234 struct mem_cgroup_event {
235         /*
236          * memcg which the event belongs to.
237          */
238         struct mem_cgroup *memcg;
239         /*
240          * eventfd to signal userspace about the event.
241          */
242         struct eventfd_ctx *eventfd;
243         /*
244          * Each of these stored in a list by the cgroup.
245          */
246         struct list_head list;
247         /*
248          * register_event() callback will be used to add new userspace
249          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
250          * on eventfd to send notification to userspace.
251          */
252         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
253                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
254         /*
255          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
256          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
257          * if you want provide notification functionality.
258          */
259         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
260                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
261         /*
262          * All fields below needed to unregister event when
263          * userspace closes eventfd.
264          */
265         poll_table pt;
266         wait_queue_head_t *wqh;
267         wait_queue_t wait;
268         struct work_struct remove;
269 };
270
271 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
272 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
273
274 /*
275  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
276  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
277  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
278  * to help the administrator determine what knobs to tune.
279  *
280  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
281  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
282  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
283  * a feature that will be implemented much later in the future.
284  */
285 struct mem_cgroup {
286         struct cgroup_subsys_state css;
287         /*
288          * the counter to account for memory usage
289          */
290         struct res_counter res;
291
292         /* vmpressure notifications */
293         struct vmpressure vmpressure;
294
295         /*
296          * the counter to account for mem+swap usage.
297          */
298         struct res_counter memsw;
299
300         /*
301          * the counter to account for kernel memory usage.
302          */
303         struct res_counter kmem;
304         /*
305          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
306          */
307         bool use_hierarchy;
308         unsigned long kmem_account_flags; /* See KMEM_ACCOUNTED_*, below */
309
310         bool            oom_lock;
311         atomic_t        under_oom;
312         atomic_t        oom_wakeups;
313
314         int     swappiness;
315         /* OOM-Killer disable */
316         int             oom_kill_disable;
317
318         /* set when res.limit == memsw.limit */
319         bool            memsw_is_minimum;
320
321         /* protect arrays of thresholds */
322         struct mutex thresholds_lock;
323
324         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
325         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
326
327         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
328         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
329
330         /* For oom notifier event fd */
331         struct list_head oom_notify;
332
333         /*
334          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
335          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
336          */
337         unsigned long move_charge_at_immigrate;
338         /*
339          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
340          */
341         atomic_t        moving_account;
342         /* taken only while moving_account > 0 */
343         spinlock_t      move_lock;
344         /*
345          * percpu counter.
346          */
347         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
348         /*
349          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
350          * See mem_cgroup_read_stat().
351          */
352         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
353         spinlock_t pcp_counter_lock;
354
355         atomic_t        dead_count;
356 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
357         struct cg_proto tcp_mem;
358 #endif
359 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
360         /* analogous to slab_common's slab_caches list, but per-memcg;
361          * protected by memcg_slab_mutex */
362         struct list_head memcg_slab_caches;
363         /* Index in the kmem_cache->memcg_params->memcg_caches array */
364         int kmemcg_id;
365 #endif
366
367         int last_scanned_node;
368 #if MAX_NUMNODES > 1
369         nodemask_t      scan_nodes;
370         atomic_t        numainfo_events;
371         atomic_t        numainfo_updating;
372 #endif
373
374         /* List of events which userspace want to receive */
375         struct list_head event_list;
376         spinlock_t event_list_lock;
377
378         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[0];
379         /* WARNING: nodeinfo must be the last member here */
380 };
381
382 /* internal only representation about the status of kmem accounting. */
383 enum {
384         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, /* accounted by this cgroup itself */
385         KMEM_ACCOUNTED_DEAD, /* dead memcg with pending kmem charges */
386 };
387
388 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
389 static inline void memcg_kmem_set_active(struct mem_cgroup *memcg)
390 {
391         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
392 }
393
394 static bool memcg_kmem_is_active(struct mem_cgroup *memcg)
395 {
396         return test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
397 }
398
399 static void memcg_kmem_mark_dead(struct mem_cgroup *memcg)
400 {
401         /*
402          * Our caller must use css_get() first, because memcg_uncharge_kmem()
403          * will call css_put() if it sees the memcg is dead.
404          */
405         smp_wmb();
406         if (test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags))
407                 set_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD, &memcg->kmem_account_flags);
408 }
409
410 static bool memcg_kmem_test_and_clear_dead(struct mem_cgroup *memcg)
411 {
412         return test_and_clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD,
413                                   &memcg->kmem_account_flags);
414 }
415 #endif
416
417 /* Stuffs for move charges at task migration. */
418 /*
419  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" and
420  * "immigrate_flags" are treated as a left-shifted bitmap of these types.
421  */
422 enum move_type {
423         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
424         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
425         NR_MOVE_TYPE,
426 };
427
428 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
429 static struct move_charge_struct {
430         spinlock_t        lock; /* for from, to */
431         struct mem_cgroup *from;
432         struct mem_cgroup *to;
433         unsigned long immigrate_flags;
434         unsigned long precharge;
435         unsigned long moved_charge;
436         unsigned long moved_swap;
437         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
438         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
439 } mc = {
440         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
441         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
442 };
443
444 static bool move_anon(void)
445 {
446         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON, &mc.immigrate_flags);
447 }
448
449 static bool move_file(void)
450 {
451         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE, &mc.immigrate_flags);
452 }
453
454 /*
455  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
456  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
457  */
458 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
459 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
460
461 enum charge_type {
462         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
463         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
464         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
465         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
466         NR_CHARGE_TYPE,
467 };
468
469 /* for encoding cft->private value on file */
470 enum res_type {
471         _MEM,
472         _MEMSWAP,
473         _OOM_TYPE,
474         _KMEM,
475 };
476
477 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
478 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
479 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
480 /* Used for OOM nofiier */
481 #define OOM_CONTROL             (0)
482
483 /*
484  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
485  */
486 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
487 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
488 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
489 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
490
491 /*
492  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
493  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
494  * appearing has to hold it as well.
495  */
496 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
497
498 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
499 {
500         return s ? container_of(s, struct mem_cgroup, css) : NULL;
501 }
502
503 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
504 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
505 {
506         if (!memcg)
507                 memcg = root_mem_cgroup;
508         return &memcg->vmpressure;
509 }
510
511 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
512 {
513         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
514 }
515
516 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
517 {
518         return (memcg == root_mem_cgroup);
519 }
520
521 /*
522  * We restrict the id in the range of [1, 65535], so it can fit into
523  * an unsigned short.
524  */
525 #define MEM_CGROUP_ID_MAX       USHRT_MAX
526
527 static inline unsigned short mem_cgroup_id(struct mem_cgroup *memcg)
528 {
529         /*
530          * The ID of the root cgroup is 0, but memcg treat 0 as an
531          * invalid ID, so we return (cgroup_id + 1).
532          */
533         return memcg->css.cgroup->id + 1;
534 }
535
536 static inline struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
537 {
538         struct cgroup_subsys_state *css;
539
540         css = css_from_id(id - 1, &memory_cgrp_subsys);
541         return mem_cgroup_from_css(css);
542 }
543
544 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
545 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
546
547 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
548 {
549         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
550                 struct mem_cgroup *memcg;
551                 struct cg_proto *cg_proto;
552
553                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
554
555                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
556                  * filled. It won't however, necessarily happen from
557                  * process context. So the test for root memcg given
558                  * the current task's memcg won't help us in this case.
559                  *
560                  * Respecting the original socket's memcg is a better
561                  * decision in this case.
562                  */
563                 if (sk->sk_cgrp) {
564                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
565                         css_get(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
566                         return;
567                 }
568
569                 rcu_read_lock();
570                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
571                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
572                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
573                     memcg_proto_active(cg_proto) && css_tryget(&memcg->css)) {
574                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
575                 }
576                 rcu_read_unlock();
577         }
578 }
579 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
580
581 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
582 {
583         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
584                 struct mem_cgroup *memcg;
585                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
586                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
587                 css_put(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
588         }
589 }
590
591 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
592 {
593         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
594                 return NULL;
595
596         return &memcg->tcp_mem;
597 }
598 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
599
600 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
601 {
602         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem))
603                 return;
604         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
605 }
606 #else
607 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
608 {
609 }
610 #endif
611
612 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
613 /*
614  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params->memcg_caches.
615  * The main reason for not using cgroup id for this:
616  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
617  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
618  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
619  *  200 entry array for that.
620  *
621  * The current size of the caches array is stored in
622  * memcg_limited_groups_array_size.  It will double each time we have to
623  * increase it.
624  */
625 static DEFINE_IDA(kmem_limited_groups);
626 int memcg_limited_groups_array_size;
627
628 /*
629  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
630  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
631  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
632  * tunable, but that is strictly not necessary.
633  *
634  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
635  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
636  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
637  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
638  * increase ours as well if it increases.
639  */
640 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
641 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
642
643 /*
644  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
645  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
646  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
647  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
648  */
649 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
650 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
651
652 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
653 {
654         if (memcg_kmem_is_active(memcg)) {
655                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
656                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg->kmemcg_id);
657         }
658         /*
659          * This check can't live in kmem destruction function,
660          * since the charges will outlive the cgroup
661          */
662         WARN_ON(res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0);
663 }
664 #else
665 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
666 {
667 }
668 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
669
670 static void disarm_static_keys(struct mem_cgroup *memcg)
671 {
672         disarm_sock_keys(memcg);
673         disarm_kmem_keys(memcg);
674 }
675
676 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
677
678 static struct mem_cgroup_per_zone *
679 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
680 {
681         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
682         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
683 }
684
685 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
686 {
687         return &memcg->css;
688 }
689
690 static struct mem_cgroup_per_zone *
691 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
692 {
693         int nid = page_to_nid(page);
694         int zid = page_zonenum(page);
695
696         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
697 }
698
699 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
700 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
701 {
702         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
703 }
704
705 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
706 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
707 {
708         int nid = page_to_nid(page);
709         int zid = page_zonenum(page);
710
711         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
712 }
713
714 static void
715 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
716                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
717                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
718                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
719 {
720         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
721         struct rb_node *parent = NULL;
722         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
723
724         if (mz->on_tree)
725                 return;
726
727         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
728         if (!mz->usage_in_excess)
729                 return;
730         while (*p) {
731                 parent = *p;
732                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
733                                         tree_node);
734                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
735                         p = &(*p)->rb_left;
736                 /*
737                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
738                  * limit by the same amount
739                  */
740                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
741                         p = &(*p)->rb_right;
742         }
743         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
744         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
745         mz->on_tree = true;
746 }
747
748 static void
749 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
750                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
751                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
752 {
753         if (!mz->on_tree)
754                 return;
755         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
756         mz->on_tree = false;
757 }
758
759 static void
760 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
761                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
762                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
763 {
764         spin_lock(&mctz->lock);
765         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
766         spin_unlock(&mctz->lock);
767 }
768
769
770 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
771 {
772         unsigned long long excess;
773         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
774         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
775         int nid = page_to_nid(page);
776         int zid = page_zonenum(page);
777         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
778
779         /*
780          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
781          * because their event counter is not touched.
782          */
783         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
784                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
785                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
786                 /*
787                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
788                  * mem is over its softlimit.
789                  */
790                 if (excess || mz->on_tree) {
791                         spin_lock(&mctz->lock);
792                         /* if on-tree, remove it */
793                         if (mz->on_tree)
794                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
795                         /*
796                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
797                          * If excess is 0, no tree ops.
798                          */
799                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
800                         spin_unlock(&mctz->lock);
801                 }
802         }
803 }
804
805 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
806 {
807         int node, zone;
808         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
809         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
810
811         for_each_node(node) {
812                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
813                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
814                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
815                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
816                 }
817         }
818 }
819
820 static struct mem_cgroup_per_zone *
821 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
822 {
823         struct rb_node *rightmost = NULL;
824         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
825
826 retry:
827         mz = NULL;
828         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
829         if (!rightmost)
830                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
831
832         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
833         /*
834          * Remove the node now but someone else can add it back,
835          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
836          * position in the tree.
837          */
838         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
839         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
840                 !css_tryget(&mz->memcg->css))
841                 goto retry;
842 done:
843         return mz;
844 }
845
846 static struct mem_cgroup_per_zone *
847 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
848 {
849         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
850
851         spin_lock(&mctz->lock);
852         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
853         spin_unlock(&mctz->lock);
854         return mz;
855 }
856
857 /*
858  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
859  *
860  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
861  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
862  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
863  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
864  *
865  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
866  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
867  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
868  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
869  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
870  *
871  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
872  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
873  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
874  * implemented.
875  */
876 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
877                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
878 {
879         long val = 0;
880         int cpu;
881
882         get_online_cpus();
883         for_each_online_cpu(cpu)
884                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
885 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
886         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
887         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
888         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
889 #endif
890         put_online_cpus();
891         return val;
892 }
893
894 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
895                                          bool charge)
896 {
897         int val = (charge) ? 1 : -1;
898         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
899 }
900
901 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
902                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
903 {
904         unsigned long val = 0;
905         int cpu;
906
907         get_online_cpus();
908         for_each_online_cpu(cpu)
909                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
910 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
911         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
912         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
913         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
914 #endif
915         put_online_cpus();
916         return val;
917 }
918
919 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
920                                          struct page *page,
921                                          bool anon, int nr_pages)
922 {
923         /*
924          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
925          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
926          */
927         if (anon)
928                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
929                                 nr_pages);
930         else
931                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
932                                 nr_pages);
933
934         if (PageTransHuge(page))
935                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
936                                 nr_pages);
937
938         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
939         if (nr_pages > 0)
940                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
941         else {
942                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
943                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
944         }
945
946         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
947 }
948
949 unsigned long
950 mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
951 {
952         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
953
954         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
955         return mz->lru_size[lru];
956 }
957
958 static unsigned long
959 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
960                         unsigned int lru_mask)
961 {
962         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
963         enum lru_list lru;
964         unsigned long ret = 0;
965
966         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
967
968         for_each_lru(lru) {
969                 if (BIT(lru) & lru_mask)
970                         ret += mz->lru_size[lru];
971         }
972         return ret;
973 }
974
975 static unsigned long
976 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
977                         int nid, unsigned int lru_mask)
978 {
979         u64 total = 0;
980         int zid;
981
982         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
983                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
984                                                 nid, zid, lru_mask);
985
986         return total;
987 }
988
989 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
990                         unsigned int lru_mask)
991 {
992         int nid;
993         u64 total = 0;
994
995         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
996                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
997         return total;
998 }
999
1000 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
1001                                        enum mem_cgroup_events_target target)
1002 {
1003         unsigned long val, next;
1004
1005         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
1006         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
1007         /* from time_after() in jiffies.h */
1008         if ((long)next - (long)val < 0) {
1009                 switch (target) {
1010                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
1011                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
1012                         break;
1013                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
1014                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
1015                         break;
1016                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
1017                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
1018                         break;
1019                 default:
1020                         break;
1021                 }
1022                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
1023                 return true;
1024         }
1025         return false;
1026 }
1027
1028 /*
1029  * Check events in order.
1030  *
1031  */
1032 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
1033 {
1034         preempt_disable();
1035         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
1036         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1037                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
1038                 bool do_softlimit;
1039                 bool do_numainfo __maybe_unused;
1040
1041                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1042                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
1043 #if MAX_NUMNODES > 1
1044                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1045                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
1046 #endif
1047                 preempt_enable();
1048
1049                 mem_cgroup_threshold(memcg);
1050                 if (unlikely(do_softlimit))
1051                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
1052 #if MAX_NUMNODES > 1
1053                 if (unlikely(do_numainfo))
1054                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
1055 #endif
1056         } else
1057                 preempt_enable();
1058 }
1059
1060 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1061 {
1062         /*
1063          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1064          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1065          * So this can be called with p == NULL.
1066          */
1067         if (unlikely(!p))
1068                 return NULL;
1069
1070         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
1071 }
1072
1073 static struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1074 {
1075         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1076
1077         rcu_read_lock();
1078         do {
1079                 /*
1080                  * Page cache insertions can happen withou an
1081                  * actual mm context, e.g. during disk probing
1082                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
1083                  */
1084                 if (unlikely(!mm))
1085                         memcg = root_mem_cgroup;
1086                 else {
1087                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1088                         if (unlikely(!memcg))
1089                                 memcg = root_mem_cgroup;
1090                 }
1091         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1092         rcu_read_unlock();
1093         return memcg;
1094 }
1095
1096 /*
1097  * Returns a next (in a pre-order walk) alive memcg (with elevated css
1098  * ref. count) or NULL if the whole root's subtree has been visited.
1099  *
1100  * helper function to be used by mem_cgroup_iter
1101  */
1102 static struct mem_cgroup *__mem_cgroup_iter_next(struct mem_cgroup *root,
1103                 struct mem_cgroup *last_visited)
1104 {
1105         struct cgroup_subsys_state *prev_css, *next_css;
1106
1107         prev_css = last_visited ? &last_visited->css : NULL;
1108 skip_node:
1109         next_css = css_next_descendant_pre(prev_css, &root->css);
1110
1111         /*
1112          * Even if we found a group we have to make sure it is
1113          * alive. css && !memcg means that the groups should be
1114          * skipped and we should continue the tree walk.
1115          * last_visited css is safe to use because it is
1116          * protected by css_get and the tree walk is rcu safe.
1117          *
1118          * We do not take a reference on the root of the tree walk
1119          * because we might race with the root removal when it would
1120          * be the only node in the iterated hierarchy and mem_cgroup_iter
1121          * would end up in an endless loop because it expects that at
1122          * least one valid node will be returned. Root cannot disappear
1123          * because caller of the iterator should hold it already so
1124          * skipping css reference should be safe.
1125          */
1126         if (next_css) {
1127                 if ((next_css == &root->css) ||
1128                     ((next_css->flags & CSS_ONLINE) && css_tryget(next_css)))
1129                         return mem_cgroup_from_css(next_css);
1130
1131                 prev_css = next_css;
1132                 goto skip_node;
1133         }
1134
1135         return NULL;
1136 }
1137
1138 static void mem_cgroup_iter_invalidate(struct mem_cgroup *root)
1139 {
1140         /*
1141          * When a group in the hierarchy below root is destroyed, the
1142          * hierarchy iterator can no longer be trusted since it might
1143          * have pointed to the destroyed group.  Invalidate it.
1144          */
1145         atomic_inc(&root->dead_count);
1146 }
1147
1148 static struct mem_cgroup *
1149 mem_cgroup_iter_load(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1150                      struct mem_cgroup *root,
1151                      int *sequence)
1152 {
1153         struct mem_cgroup *position = NULL;
1154         /*
1155          * A cgroup destruction happens in two stages: offlining and
1156          * release.  They are separated by a RCU grace period.
1157          *
1158          * If the iterator is valid, we may still race with an
1159          * offlining.  The RCU lock ensures the object won't be
1160          * released, tryget will fail if we lost the race.
1161          */
1162         *sequence = atomic_read(&root->dead_count);
1163         if (iter->last_dead_count == *sequence) {
1164                 smp_rmb();
1165                 position = iter->last_visited;
1166
1167                 /*
1168                  * We cannot take a reference to root because we might race
1169                  * with root removal and returning NULL would end up in
1170                  * an endless loop on the iterator user level when root
1171                  * would be returned all the time.
1172                  */
1173                 if (position && position != root &&
1174                                 !css_tryget(&position->css))
1175                         position = NULL;
1176         }
1177         return position;
1178 }
1179
1180 static void mem_cgroup_iter_update(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1181                                    struct mem_cgroup *last_visited,
1182                                    struct mem_cgroup *new_position,
1183                                    struct mem_cgroup *root,
1184                                    int sequence)
1185 {
1186         /* root reference counting symmetric to mem_cgroup_iter_load */
1187         if (last_visited && last_visited != root)
1188                 css_put(&last_visited->css);
1189         /*
1190          * We store the sequence count from the time @last_visited was
1191          * loaded successfully instead of rereading it here so that we
1192          * don't lose destruction events in between.  We could have
1193          * raced with the destruction of @new_position after all.
1194          */
1195         iter->last_visited = new_position;
1196         smp_wmb();
1197         iter->last_dead_count = sequence;
1198 }
1199
1200 /**
1201  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1202  * @root: hierarchy root
1203  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1204  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1205  *
1206  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1207  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1208  *
1209  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1210  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1211  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1212  *
1213  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
1214  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1215  * reclaimers operating on the same zone and priority.
1216  */
1217 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1218                                    struct mem_cgroup *prev,
1219                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1220 {
1221         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1222         struct mem_cgroup *last_visited = NULL;
1223
1224         if (mem_cgroup_disabled())
1225                 return NULL;
1226
1227         if (!root)
1228                 root = root_mem_cgroup;
1229
1230         if (prev && !reclaim)
1231                 last_visited = prev;
1232
1233         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1234                 if (prev)
1235                         goto out_css_put;
1236                 return root;
1237         }
1238
1239         rcu_read_lock();
1240         while (!memcg) {
1241                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1242                 int uninitialized_var(seq);
1243
1244                 if (reclaim) {
1245                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
1246                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
1247                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1248
1249                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
1250                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
1251                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation) {
1252                                 iter->last_visited = NULL;
1253                                 goto out_unlock;
1254                         }
1255
1256                         last_visited = mem_cgroup_iter_load(iter, root, &seq);
1257                 }
1258
1259                 memcg = __mem_cgroup_iter_next(root, last_visited);
1260
1261                 if (reclaim) {
1262                         mem_cgroup_iter_update(iter, last_visited, memcg, root,
1263                                         seq);
1264
1265                         if (!memcg)
1266                                 iter->generation++;
1267                         else if (!prev && memcg)
1268                                 reclaim->generation = iter->generation;
1269                 }
1270
1271                 if (prev && !memcg)
1272                         goto out_unlock;
1273         }
1274 out_unlock:
1275         rcu_read_unlock();
1276 out_css_put:
1277         if (prev && prev != root)
1278                 css_put(&prev->css);
1279
1280         return memcg;
1281 }
1282
1283 /**
1284  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1285  * @root: hierarchy root
1286  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1287  */
1288 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1289                            struct mem_cgroup *prev)
1290 {
1291         if (!root)
1292                 root = root_mem_cgroup;
1293         if (prev && prev != root)
1294                 css_put(&prev->css);
1295 }
1296
1297 /*
1298  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1299  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1300  * be used for reference counting.
1301  */
1302 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1303         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1304              iter != NULL;                              \
1305              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1306
1307 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1308         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1309              iter != NULL;                              \
1310              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1311
1312 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1313 {
1314         struct mem_cgroup *memcg;
1315
1316         rcu_read_lock();
1317         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1318         if (unlikely(!memcg))
1319                 goto out;
1320
1321         switch (idx) {
1322         case PGFAULT:
1323                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1324                 break;
1325         case PGMAJFAULT:
1326                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1327                 break;
1328         default:
1329                 BUG();
1330         }
1331 out:
1332         rcu_read_unlock();
1333 }
1334 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1335
1336 /**
1337  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1338  * @zone: zone of the wanted lruvec
1339  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1340  *
1341  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1342  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1343  * is disabled.
1344  */
1345 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1346                                       struct mem_cgroup *memcg)
1347 {
1348         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1349         struct lruvec *lruvec;
1350
1351         if (mem_cgroup_disabled()) {
1352                 lruvec = &zone->lruvec;
1353                 goto out;
1354         }
1355
1356         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1357         lruvec = &mz->lruvec;
1358 out:
1359         /*
1360          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1361          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1362          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1363          */
1364         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1365                 lruvec->zone = zone;
1366         return lruvec;
1367 }
1368
1369 /*
1370  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1371  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1372  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1373  *
1374  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1375  * 1. charge
1376  * 2. moving account
1377  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1378  * It is added to LRU before charge.
1379  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1380  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1381  */
1382
1383 /**
1384  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1385  * @page: the page
1386  * @zone: zone of the page
1387  */
1388 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1389 {
1390         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1391         struct mem_cgroup *memcg;
1392         struct page_cgroup *pc;
1393         struct lruvec *lruvec;
1394
1395         if (mem_cgroup_disabled()) {
1396                 lruvec = &zone->lruvec;
1397                 goto out;
1398         }
1399
1400         pc = lookup_page_cgroup(page);
1401         memcg = pc->mem_cgroup;
1402
1403         /*
1404          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1405          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1406          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1407          *
1408          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1409          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1410          * of pc->mem_cgroup safe.
1411          */
1412         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1413                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1414
1415         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1416         lruvec = &mz->lruvec;
1417 out:
1418         /*
1419          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1420          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1421          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1422          */
1423         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1424                 lruvec->zone = zone;
1425         return lruvec;
1426 }
1427
1428 /**
1429  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1430  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1431  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1432  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1433  *
1434  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1435  * lru list.
1436  */
1437 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1438                                 int nr_pages)
1439 {
1440         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1441         unsigned long *lru_size;
1442
1443         if (mem_cgroup_disabled())
1444                 return;
1445
1446         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1447         lru_size = mz->lru_size + lru;
1448         *lru_size += nr_pages;
1449         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1450 }
1451
1452 /*
1453  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1454  * hierarchy subtree
1455  */
1456 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1457                                   struct mem_cgroup *memcg)
1458 {
1459         if (root_memcg == memcg)
1460                 return true;
1461         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1462                 return false;
1463         return cgroup_is_descendant(memcg->css.cgroup, root_memcg->css.cgroup);
1464 }
1465
1466 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1467                                        struct mem_cgroup *memcg)
1468 {
1469         bool ret;
1470
1471         rcu_read_lock();
1472         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1473         rcu_read_unlock();
1474         return ret;
1475 }
1476
1477 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task,
1478                         const struct mem_cgroup *memcg)
1479 {
1480         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1481         struct task_struct *p;
1482         bool ret;
1483
1484         p = find_lock_task_mm(task);
1485         if (p) {
1486                 curr = get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1487                 task_unlock(p);
1488         } else {
1489                 /*
1490                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1491                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1492                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1493                  */
1494                 rcu_read_lock();
1495                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1496                 if (curr)
1497                         css_get(&curr->css);
1498                 rcu_read_unlock();
1499         }
1500         /*
1501          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1502          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1503          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1504          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1505          */
1506         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1507         css_put(&curr->css);
1508         return ret;
1509 }
1510
1511 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1512 {
1513         unsigned long inactive_ratio;
1514         unsigned long inactive;
1515         unsigned long active;
1516         unsigned long gb;
1517
1518         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1519         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1520
1521         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1522         if (gb)
1523                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1524         else
1525                 inactive_ratio = 1;
1526
1527         return inactive * inactive_ratio < active;
1528 }
1529
1530 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1531         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1532
1533 /**
1534  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1535  * @memcg: the memory cgroup
1536  *
1537  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1538  * pages.
1539  */
1540 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1541 {
1542         unsigned long long margin;
1543
1544         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1545         if (do_swap_account)
1546                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1547         return margin >> PAGE_SHIFT;
1548 }
1549
1550 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1551 {
1552         /* root ? */
1553         if (!css_parent(&memcg->css))
1554                 return vm_swappiness;
1555
1556         return memcg->swappiness;
1557 }
1558
1559 /*
1560  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1561  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1562  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1563  * rcu_read_lock(), like this:
1564  *
1565  *         CPU-A                                    CPU-B
1566  *                                              rcu_read_lock()
1567  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1568  *                                                   take heavy locks.
1569  *         synchronize_rcu()                    update something.
1570  *                                              rcu_read_unlock()
1571  *         start move here.
1572  */
1573
1574 /* for quick checking without looking up memcg */
1575 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1576
1577 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1578 {
1579         atomic_inc(&memcg_moving);
1580         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1581         synchronize_rcu();
1582 }
1583
1584 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1585 {
1586         /*
1587          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1588          * We check NULL in callee rather than caller.
1589          */
1590         if (memcg) {
1591                 atomic_dec(&memcg_moving);
1592                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1593         }
1594 }
1595
1596 /*
1597  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1598  *
1599  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1600  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1601  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1602  *
1603  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1604  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1605  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1606  */
1607
1608 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1609 {
1610         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1611         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1612 }
1613
1614 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1615 {
1616         struct mem_cgroup *from;
1617         struct mem_cgroup *to;
1618         bool ret = false;
1619         /*
1620          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1621          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1622          */
1623         spin_lock(&mc.lock);
1624         from = mc.from;
1625         to = mc.to;
1626         if (!from)
1627                 goto unlock;
1628
1629         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1630                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1631 unlock:
1632         spin_unlock(&mc.lock);
1633         return ret;
1634 }
1635
1636 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1637 {
1638         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1639                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1640                         DEFINE_WAIT(wait);
1641                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1642                         /* moving charge context might have finished. */
1643                         if (mc.moving_task)
1644                                 schedule();
1645                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1646                         return true;
1647                 }
1648         }
1649         return false;
1650 }
1651
1652 /*
1653  * Take this lock when
1654  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1655  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1656  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1657  */
1658 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1659                                   unsigned long *flags)
1660 {
1661         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1662 }
1663
1664 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1665                                 unsigned long *flags)
1666 {
1667         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1668 }
1669
1670 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1671 /**
1672  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1673  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1674  * @p: Task that is going to be killed
1675  *
1676  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1677  * enabled
1678  */
1679 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1680 {
1681         /* oom_info_lock ensures that parallel ooms do not interleave */
1682         static DEFINE_MUTEX(oom_info_lock);
1683         struct mem_cgroup *iter;
1684         unsigned int i;
1685
1686         if (!p)
1687                 return;
1688
1689         mutex_lock(&oom_info_lock);
1690         rcu_read_lock();
1691
1692         pr_info("Task in ");
1693         pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1694         pr_info(" killed as a result of limit of ");
1695         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1696         pr_info("\n");
1697
1698         rcu_read_unlock();
1699
1700         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1701                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1702                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1703                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1704         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1705                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1706                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1707                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1708         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1709                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) >> 10,
1710                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_LIMIT) >> 10,
1711                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_FAILCNT));
1712
1713         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1714                 pr_info("Memory cgroup stats for ");
1715                 pr_cont_cgroup_path(iter->css.cgroup);
1716                 pr_cont(":");
1717
1718                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1719                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1720                                 continue;
1721                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1722                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1723                 }
1724
1725                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1726                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1727                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1728
1729                 pr_cont("\n");
1730         }
1731         mutex_unlock(&oom_info_lock);
1732 }
1733
1734 /*
1735  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1736  * 1(self count) if no children.
1737  */
1738 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1739 {
1740         int num = 0;
1741         struct mem_cgroup *iter;
1742
1743         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1744                 num++;
1745         return num;
1746 }
1747
1748 /*
1749  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1750  */
1751 static u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1752 {
1753         u64 limit;
1754
1755         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1756
1757         /*
1758          * Do not consider swap space if we cannot swap due to swappiness
1759          */
1760         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1761                 u64 memsw;
1762
1763                 limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1764                 memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1765
1766                 /*
1767                  * If memsw is finite and limits the amount of swap space
1768                  * available to this memcg, return that limit.
1769                  */
1770                 limit = min(limit, memsw);
1771         }
1772
1773         return limit;
1774 }
1775
1776 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1777                                      int order)
1778 {
1779         struct mem_cgroup *iter;
1780         unsigned long chosen_points = 0;
1781         unsigned long totalpages;
1782         unsigned int points = 0;
1783         struct task_struct *chosen = NULL;
1784
1785         /*
1786          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1787          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1788          * quickly exit and free its memory.
1789          */
1790         if (fatal_signal_pending(current) || current->flags & PF_EXITING) {
1791                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1792                 return;
1793         }
1794
1795         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1796         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) >> PAGE_SHIFT ? : 1;
1797         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1798                 struct css_task_iter it;
1799                 struct task_struct *task;
1800
1801                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
1802                 while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1803                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1804                                                         false)) {
1805                         case OOM_SCAN_SELECT:
1806                                 if (chosen)
1807                                         put_task_struct(chosen);
1808                                 chosen = task;
1809                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1810                                 get_task_struct(chosen);
1811                                 /* fall through */
1812                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1813                                 continue;
1814                         case OOM_SCAN_ABORT:
1815                                 css_task_iter_end(&it);
1816                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1817                                 if (chosen)
1818                                         put_task_struct(chosen);
1819                                 return;
1820                         case OOM_SCAN_OK:
1821                                 break;
1822                         };
1823                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1824                         if (!points || points < chosen_points)
1825                                 continue;
1826                         /* Prefer thread group leaders for display purposes */
1827                         if (points == chosen_points &&
1828                             thread_group_leader(chosen))
1829                                 continue;
1830
1831                         if (chosen)
1832                                 put_task_struct(chosen);
1833                         chosen = task;
1834                         chosen_points = points;
1835                         get_task_struct(chosen);
1836                 }
1837                 css_task_iter_end(&it);
1838         }
1839
1840         if (!chosen)
1841                 return;
1842         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1843         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1844                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1845 }
1846
1847 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1848                                         gfp_t gfp_mask,
1849                                         unsigned long flags)
1850 {
1851         unsigned long total = 0;
1852         bool noswap = false;
1853         int loop;
1854
1855         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1856                 noswap = true;
1857         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1858                 noswap = true;
1859
1860         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1861                 if (loop)
1862                         drain_all_stock_async(memcg);
1863                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1864                 /*
1865                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1866                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1867                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1868                  */
1869                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1870                         break;
1871                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1872                         break;
1873                 /*
1874                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1875                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1876                  */
1877                 if (loop && !total)
1878                         break;
1879         }
1880         return total;
1881 }
1882
1883 /**
1884  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1885  * @memcg: the target memcg
1886  * @nid: the node ID to be checked.
1887  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1888  *
1889  * This function returns whether the specified memcg contains any
1890  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1891  * pages in the node.
1892  */
1893 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1894                 int nid, bool noswap)
1895 {
1896         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1897                 return true;
1898         if (noswap || !total_swap_pages)
1899                 return false;
1900         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1901                 return true;
1902         return false;
1903
1904 }
1905 #if MAX_NUMNODES > 1
1906
1907 /*
1908  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1909  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1910  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1911  *
1912  */
1913 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1914 {
1915         int nid;
1916         /*
1917          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1918          * pagein/pageout changes since the last update.
1919          */
1920         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1921                 return;
1922         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1923                 return;
1924
1925         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1926         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1927
1928         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1929
1930                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1931                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1932         }
1933
1934         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1935         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1936 }
1937
1938 /*
1939  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1940  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1941  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1942  *
1943  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1944  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1945  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1946  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1947  *
1948  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1949  */
1950 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1951 {
1952         int node;
1953
1954         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1955         node = memcg->last_scanned_node;
1956
1957         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1958         if (node == MAX_NUMNODES)
1959                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1960         /*
1961          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1962          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1963          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1964          * we use curret node.
1965          */
1966         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1967                 node = numa_node_id();
1968
1969         memcg->last_scanned_node = node;
1970         return node;
1971 }
1972
1973 /*
1974  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1975  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1976  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1977  * enough new information. We need to do double check.
1978  */
1979 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1980 {
1981         int nid;
1982
1983         /*
1984          * quick check...making use of scan_node.
1985          * We can skip unused nodes.
1986          */
1987         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1988                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1989                      nid < MAX_NUMNODES;
1990                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1991
1992                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1993                                 return true;
1994                 }
1995         }
1996         /*
1997          * Check rest of nodes.
1998          */
1999         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2000                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
2001                         continue;
2002                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
2003                         return true;
2004         }
2005         return false;
2006 }
2007
2008 #else
2009 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
2010 {
2011         return 0;
2012 }
2013
2014 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
2015 {
2016         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
2017 }
2018 #endif
2019
2020 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
2021                                    struct zone *zone,
2022                                    gfp_t gfp_mask,
2023                                    unsigned long *total_scanned)
2024 {
2025         struct mem_cgroup *victim = NULL;
2026         int total = 0;
2027         int loop = 0;
2028         unsigned long excess;
2029         unsigned long nr_scanned;
2030         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
2031                 .zone = zone,
2032                 .priority = 0,
2033         };
2034
2035         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
2036
2037         while (1) {
2038                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
2039                 if (!victim) {
2040                         loop++;
2041                         if (loop >= 2) {
2042                                 /*
2043                                  * If we have not been able to reclaim
2044                                  * anything, it might because there are
2045                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
2046                                  */
2047                                 if (!total)
2048                                         break;
2049                                 /*
2050                                  * We want to do more targeted reclaim.
2051                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
2052                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
2053                                  * coming back to reclaim from this cgroup
2054                                  */
2055                                 if (total >= (excess >> 2) ||
2056                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
2057                                         break;
2058                         }
2059                         continue;
2060                 }
2061                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
2062                         continue;
2063                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
2064                                                      zone, &nr_scanned);
2065                 *total_scanned += nr_scanned;
2066                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
2067                         break;
2068         }
2069         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
2070         return total;
2071 }
2072
2073 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
2074 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
2075         .name = "memcg_oom_lock",
2076 };
2077 #endif
2078
2079 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
2080
2081 /*
2082  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
2083  * If someone is running, return false.
2084  */
2085 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
2086 {
2087         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
2088
2089         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2090
2091         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2092                 if (iter->oom_lock) {
2093                         /*
2094                          * this subtree of our hierarchy is already locked
2095                          * so we cannot give a lock.
2096                          */
2097                         failed = iter;
2098                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2099                         break;
2100                 } else
2101                         iter->oom_lock = true;
2102         }
2103
2104         if (failed) {
2105                 /*
2106                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
2107                  * to clean up what we set up to the failing subtree
2108                  */
2109                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2110                         if (iter == failed) {
2111                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2112                                 break;
2113                         }
2114                         iter->oom_lock = false;
2115                 }
2116         } else
2117                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
2118
2119         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2120
2121         return !failed;
2122 }
2123
2124 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
2125 {
2126         struct mem_cgroup *iter;
2127
2128         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2129         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
2130         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2131                 iter->oom_lock = false;
2132         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2133 }
2134
2135 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2136 {
2137         struct mem_cgroup *iter;
2138
2139         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2140                 atomic_inc(&iter->under_oom);
2141 }
2142
2143 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2144 {
2145         struct mem_cgroup *iter;
2146
2147         /*
2148          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
2149          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
2150          * atomic_add_unless() here.
2151          */
2152         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2153                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
2154 }
2155
2156 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
2157
2158 struct oom_wait_info {
2159         struct mem_cgroup *memcg;
2160         wait_queue_t    wait;
2161 };
2162
2163 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
2164         unsigned mode, int sync, void *arg)
2165 {
2166         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
2167         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
2168         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
2169
2170         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
2171         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
2172
2173         /*
2174          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
2175          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
2176          */
2177         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
2178                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
2179                 return 0;
2180         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
2181 }
2182
2183 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2184 {
2185         atomic_inc(&memcg->oom_wakeups);
2186         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
2187         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
2188 }
2189
2190 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
2191 {
2192         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
2193                 memcg_wakeup_oom(memcg);
2194 }
2195
2196 static void mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
2197 {
2198         if (!current->memcg_oom.may_oom)
2199                 return;
2200         /*
2201          * We are in the middle of the charge context here, so we
2202          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
2203          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
2204          *
2205          * Also, the caller may handle a failed allocation gracefully
2206          * (like optional page cache readahead) and so an OOM killer
2207          * invocation might not even be necessary.
2208          *
2209          * That's why we don't do anything here except remember the
2210          * OOM context and then deal with it at the end of the page
2211          * fault when the stack is unwound, the locks are released,
2212          * and when we know whether the fault was overall successful.
2213          */
2214         css_get(&memcg->css);
2215         current->memcg_oom.memcg = memcg;
2216         current->memcg_oom.gfp_mask = mask;
2217         current->memcg_oom.order = order;
2218 }
2219
2220 /**
2221  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
2222  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
2223  *
2224  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
2225  * handler was enabled.
2226  *
2227  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
2228  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
2229  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
2230  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
2231  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
2232  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
2233  *
2234  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
2235  * completed, %false otherwise.
2236  */
2237 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
2238 {
2239         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_oom.memcg;
2240         struct oom_wait_info owait;
2241         bool locked;
2242
2243         /* OOM is global, do not handle */
2244         if (!memcg)
2245                 return false;
2246
2247         if (!handle)
2248                 goto cleanup;
2249
2250         owait.memcg = memcg;
2251         owait.wait.flags = 0;
2252         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2253         owait.wait.private = current;
2254         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
2255
2256         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2257         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2258
2259         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
2260
2261         if (locked)
2262                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2263
2264         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
2265                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2266                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2267                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom.gfp_mask,
2268                                          current->memcg_oom.order);
2269         } else {
2270                 schedule();
2271                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2272                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2273         }
2274
2275         if (locked) {
2276                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2277                 /*
2278                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
2279                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
2280                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
2281                  */
2282                 memcg_oom_recover(memcg);
2283         }
2284 cleanup:
2285         current->memcg_oom.memcg = NULL;
2286         css_put(&memcg->css);
2287         return true;
2288 }
2289
2290 /*
2291  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
2292  * generalized to update other statistics as well.
2293  *
2294  * Notes: Race condition
2295  *
2296  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
2297  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
2298  * to do so _always_.
2299  *
2300  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
2301  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
2302  * are no race with "charge".
2303  *
2304  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
2305  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
2306  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
2307  * by flags.
2308  *
2309  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
2310  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
2311  * If there is, we take a lock.
2312  */
2313
2314 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
2315                                 bool *locked, unsigned long *flags)
2316 {
2317         struct mem_cgroup *memcg;
2318         struct page_cgroup *pc;
2319
2320         pc = lookup_page_cgroup(page);
2321 again:
2322         memcg = pc->mem_cgroup;
2323         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2324                 return;
2325         /*
2326          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
2327          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
2328          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
2329          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
2330          */
2331         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
2332                 return;
2333
2334         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2335         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2336                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2337                 goto again;
2338         }
2339         *locked = true;
2340 }
2341
2342 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
2343 {
2344         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2345
2346         /*
2347          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
2348          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
2349          * should take move_lock_mem_cgroup().
2350          */
2351         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
2352 }
2353
2354 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
2355                                  enum mem_cgroup_stat_index idx, int val)
2356 {
2357         struct mem_cgroup *memcg;
2358         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2359         unsigned long uninitialized_var(flags);
2360
2361         if (mem_cgroup_disabled())
2362                 return;
2363
2364         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
2365         memcg = pc->mem_cgroup;
2366         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2367                 return;
2368
2369         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2370 }
2371
2372 /*
2373  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2374  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2375  */
2376 #define CHARGE_BATCH    32U
2377 struct memcg_stock_pcp {
2378         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2379         unsigned int nr_pages;
2380         struct work_struct work;
2381         unsigned long flags;
2382 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2383 };
2384 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2385 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2386
2387 /**
2388  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2389  * @memcg: memcg to consume from.
2390  * @nr_pages: how many pages to charge.
2391  *
2392  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2393  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2394  * service an allocation will refill the stock.
2395  *
2396  * returns true if successful, false otherwise.
2397  */
2398 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2399 {
2400         struct memcg_stock_pcp *stock;
2401         bool ret = true;
2402
2403         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2404                 return false;
2405
2406         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2407         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages)
2408                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2409         else /* need to call res_counter_charge */
2410                 ret = false;
2411         put_cpu_var(memcg_stock);
2412         return ret;
2413 }
2414
2415 /*
2416  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2417  */
2418 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2419 {
2420         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2421
2422         if (stock->nr_pages) {
2423                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2424
2425                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2426                 if (do_swap_account)
2427                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2428                 stock->nr_pages = 0;
2429         }
2430         stock->cached = NULL;
2431 }
2432
2433 /*
2434  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2435  * a thread which is pinned to local cpu.
2436  */
2437 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2438 {
2439         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2440         drain_stock(stock);
2441         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2442 }
2443
2444 static void __init memcg_stock_init(void)
2445 {
2446         int cpu;
2447
2448         for_each_possible_cpu(cpu) {
2449                 struct memcg_stock_pcp *stock =
2450                                         &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2451                 INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
2452         }
2453 }
2454
2455 /*
2456  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2457  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2458  */
2459 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2460 {
2461         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2462
2463         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2464                 drain_stock(stock);
2465                 stock->cached = memcg;
2466         }
2467         stock->nr_pages += nr_pages;
2468         put_cpu_var(memcg_stock);
2469 }
2470
2471 /*
2472  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2473  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2474  * until the work is done.
2475  */
2476 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2477 {
2478         int cpu, curcpu;
2479
2480         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2481         get_online_cpus();
2482         curcpu = get_cpu();
2483         for_each_online_cpu(cpu) {
2484                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2485                 struct mem_cgroup *memcg;
2486
2487                 memcg = stock->cached;
2488                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2489                         continue;
2490                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2491                         continue;
2492                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2493                         if (cpu == curcpu)
2494                                 drain_local_stock(&stock->work);
2495                         else
2496                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2497                 }
2498         }
2499         put_cpu();
2500
2501         if (!sync)
2502                 goto out;
2503
2504         for_each_online_cpu(cpu) {
2505                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2506                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2507                         flush_work(&stock->work);
2508         }
2509 out:
2510         put_online_cpus();
2511 }
2512
2513 /*
2514  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2515  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2516  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2517  * it.
2518  */
2519 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2520 {
2521         /*
2522          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2523          */
2524         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2525                 return;
2526         drain_all_stock(root_memcg, false);
2527         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2528 }
2529
2530 /* This is a synchronous drain interface. */
2531 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2532 {
2533         /* called when force_empty is called */
2534         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2535         drain_all_stock(root_memcg, true);
2536         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2537 }
2538
2539 /*
2540  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2541  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2542  */
2543 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2544 {
2545         int i;
2546
2547         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2548         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2549                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2550
2551                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2552                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2553         }
2554         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2555                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2556
2557                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2558                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2559         }
2560         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2561 }
2562
2563 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2564                                         unsigned long action,
2565                                         void *hcpu)
2566 {
2567         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2568         struct memcg_stock_pcp *stock;
2569         struct mem_cgroup *iter;
2570
2571         if (action == CPU_ONLINE)
2572                 return NOTIFY_OK;
2573
2574         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2575                 return NOTIFY_OK;
2576
2577         for_each_mem_cgroup(iter)
2578                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2579
2580         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2581         drain_stock(stock);
2582         return NOTIFY_OK;
2583 }
2584
2585
2586 /* See mem_cgroup_try_charge() for details */
2587 enum {
2588         CHARGE_OK,              /* success */
2589         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2590         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2591         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2592 };
2593
2594 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2595                                 unsigned int nr_pages, unsigned int min_pages,
2596                                 bool invoke_oom)
2597 {
2598         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2599         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2600         struct res_counter *fail_res;
2601         unsigned long flags = 0;
2602         int ret;
2603
2604         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2605
2606         if (likely(!ret)) {
2607                 if (!do_swap_account)
2608                         return CHARGE_OK;
2609                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2610                 if (likely(!ret))
2611                         return CHARGE_OK;
2612
2613                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2614                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2615                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2616         } else
2617                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2618         /*
2619          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2620          * single page instead.
2621          */
2622         if (nr_pages > min_pages)
2623                 return CHARGE_RETRY;
2624
2625         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2626                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2627
2628         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2629                 return CHARGE_NOMEM;
2630
2631         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2632         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2633                 return CHARGE_RETRY;
2634         /*
2635          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2636          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2637          * before killing the task.
2638          *
2639          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2640          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2641          * to regular pages anyway in case of failure.
2642          */
2643         if (nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) && ret)
2644                 return CHARGE_RETRY;
2645
2646         /*
2647          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2648          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2649          */
2650         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2651                 return CHARGE_RETRY;
2652
2653         if (invoke_oom)
2654                 mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize));
2655
2656         return CHARGE_NOMEM;
2657 }
2658
2659 /**
2660  * mem_cgroup_try_charge - try charging a memcg
2661  * @memcg: memcg to charge
2662  * @nr_pages: number of pages to charge
2663  * @oom: trigger OOM if reclaim fails
2664  *
2665  * Returns 0 if @memcg was charged successfully, -EINTR if the charge
2666  * was bypassed to root_mem_cgroup, and -ENOMEM if the charge failed.
2667  */
2668 static int mem_cgroup_try_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2669                                  gfp_t gfp_mask,
2670                                  unsigned int nr_pages,
2671                                  bool oom)
2672 {
2673         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2674         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2675         int ret;
2676
2677         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2678                 goto done;
2679         /*
2680          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2681          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2682          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2683          * free their memory.
2684          */
2685         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
2686                      fatal_signal_pending(current) ||
2687                      current->flags & PF_EXITING))
2688                 goto bypass;
2689
2690         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2691                 goto nomem;
2692
2693         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2694                 oom = false;
2695 again:
2696         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2697                 goto done;
2698
2699         do {
2700                 bool invoke_oom = oom && !nr_oom_retries;
2701
2702                 /* If killed, bypass charge */
2703                 if (fatal_signal_pending(current))
2704                         goto bypass;
2705
2706                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch,
2707                                            nr_pages, invoke_oom);
2708                 switch (ret) {
2709                 case CHARGE_OK:
2710                         break;
2711                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2712                         batch = nr_pages;
2713                         goto again;
2714                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2715                         goto nomem;
2716                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2717                         if (!oom || invoke_oom)
2718                                 goto nomem;
2719                         nr_oom_retries--;
2720                         break;
2721                 }
2722         } while (ret != CHARGE_OK);
2723
2724         if (batch > nr_pages)
2725                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2726 done:
2727         return 0;
2728 nomem:
2729         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2730                 return -ENOMEM;
2731 bypass:
2732         return -EINTR;
2733 }
2734
2735 /**
2736  * mem_cgroup_try_charge_mm - try charging a mm
2737  * @mm: mm_struct to charge
2738  * @nr_pages: number of pages to charge
2739  * @oom: trigger OOM if reclaim fails
2740  *
2741  * Returns the charged mem_cgroup associated with the given mm_struct or
2742  * NULL the charge failed.
2743  */
2744 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_try_charge_mm(struct mm_struct *mm,
2745                                  gfp_t gfp_mask,
2746                                  unsigned int nr_pages,
2747                                  bool oom)
2748
2749 {
2750         struct mem_cgroup *memcg;
2751         int ret;
2752
2753         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
2754         ret = mem_cgroup_try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages, oom);
2755         css_put(&memcg->css);
2756         if (ret == -EINTR)
2757                 memcg = root_mem_cgroup;
2758         else if (ret)
2759                 memcg = NULL;
2760
2761         return memcg;
2762 }
2763
2764 /*
2765  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2766  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2767  * gotten by try_charge().
2768  */
2769 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2770                                        unsigned int nr_pages)
2771 {
2772         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2773                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2774
2775                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2776                 if (do_swap_account)
2777                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2778         }
2779 }
2780
2781 /*
2782  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2783  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2784  */
2785 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2786                                         unsigned int nr_pages)
2787 {
2788         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2789
2790         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2791                 return;
2792
2793         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2794         if (do_swap_account)
2795                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2796                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2797 }
2798
2799 /*
2800  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2801  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling css_tryget if
2802  * the mem_cgroup is used for charging. (dropping refcnt from swap can be
2803  * called against removed memcg.)
2804  */
2805 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2806 {
2807         /* ID 0 is unused ID */
2808         if (!id)
2809                 return NULL;
2810         return mem_cgroup_from_id(id);
2811 }
2812
2813 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2814 {
2815         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2816         struct page_cgroup *pc;
2817         unsigned short id;
2818         swp_entry_t ent;
2819
2820         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
2821
2822         pc = lookup_page_cgroup(page);
2823         lock_page_cgroup(pc);
2824         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2825                 memcg = pc->mem_cgroup;
2826                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2827                         memcg = NULL;
2828         } else if (PageSwapCache(page)) {
2829                 ent.val = page_private(page);
2830                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2831                 rcu_read_lock();
2832                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2833                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2834                         memcg = NULL;
2835                 rcu_read_unlock();
2836         }
2837         unlock_page_cgroup(pc);
2838         return memcg;
2839 }
2840
2841 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2842                                        struct page *page,
2843                                        unsigned int nr_pages,
2844                                        enum charge_type ctype,
2845                                        bool lrucare)
2846 {
2847         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2848         struct zone *uninitialized_var(zone);
2849         struct lruvec *lruvec;
2850         bool was_on_lru = false;
2851         bool anon;
2852
2853         lock_page_cgroup(pc);
2854         VM_BUG_ON_PAGE(PageCgroupUsed(pc), page);
2855         /*
2856          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2857          * accessed by any other context at this point.
2858          */
2859
2860         /*
2861          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2862          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2863          */
2864         if (lrucare) {
2865                 zone = page_zone(page);
2866                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2867                 if (PageLRU(page)) {
2868                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2869                         ClearPageLRU(page);
2870                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2871                         was_on_lru = true;
2872                 }
2873         }
2874
2875         pc->mem_cgroup = memcg;
2876         /*
2877          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2878          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2879          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2880          * before USED bit, we need memory barrier here.
2881          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2882          */
2883         smp_wmb();
2884         SetPageCgroupUsed(pc);
2885
2886         if (lrucare) {
2887                 if (was_on_lru) {
2888                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2889                         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2890                         SetPageLRU(page);
2891                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2892                 }
2893                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2894         }
2895
2896         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON)
2897                 anon = true;
2898         else
2899                 anon = false;
2900
2901         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, nr_pages);
2902         unlock_page_cgroup(pc);
2903
2904         /*
2905          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2906          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2907          * if they exceeds softlimit.
2908          */
2909         memcg_check_events(memcg, page);
2910 }
2911
2912 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
2913
2914 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2915 /*
2916  * The memcg_slab_mutex is held whenever a per memcg kmem cache is created or
2917  * destroyed. It protects memcg_caches arrays and memcg_slab_caches lists.
2918  */
2919 static DEFINE_MUTEX(memcg_slab_mutex);
2920
2921 static DEFINE_MUTEX(activate_kmem_mutex);
2922
2923 static inline bool memcg_can_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2924 {
2925         return !mem_cgroup_disabled() && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
2926                 memcg_kmem_is_active(memcg);
2927 }
2928
2929 /*
2930  * This is a bit cumbersome, but it is rarely used and avoids a backpointer
2931  * in the memcg_cache_params struct.
2932  */
2933 static struct kmem_cache *memcg_params_to_cache(struct memcg_cache_params *p)
2934 {
2935         struct kmem_cache *cachep;
2936
2937         VM_BUG_ON(p->is_root_cache);
2938         cachep = p->root_cache;
2939         return cache_from_memcg_idx(cachep, memcg_cache_id(p->memcg));
2940 }
2941
2942 #ifdef CONFIG_SLABINFO
2943 static int mem_cgroup_slabinfo_read(struct seq_file *m, void *v)
2944 {
2945         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
2946         struct memcg_cache_params *params;
2947
2948         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
2949                 return -EIO;
2950
2951         print_slabinfo_header(m);
2952
2953         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
2954         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list)
2955                 cache_show(memcg_params_to_cache(params), m);
2956         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
2957
2958         return 0;
2959 }
2960 #endif
2961
2962 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp, u64 size)
2963 {
2964         struct res_counter *fail_res;
2965         int ret = 0;
2966
2967         ret = res_counter_charge(&memcg->kmem, size, &fail_res);
2968         if (ret)
2969                 return ret;
2970
2971         ret = mem_cgroup_try_charge(memcg, gfp, size >> PAGE_SHIFT,
2972                                     oom_gfp_allowed(gfp));
2973         if (ret == -EINTR)  {
2974                 /*
2975                  * mem_cgroup_try_charge() chosed to bypass to root due to
2976                  * OOM kill or fatal signal.  Since our only options are to
2977                  * either fail the allocation or charge it to this cgroup, do
2978                  * it as a temporary condition. But we can't fail. From a
2979                  * kmem/slab perspective, the cache has already been selected,
2980                  * by mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
2981                  * our minds.
2982                  *
2983                  * This condition will only trigger if the task entered
2984                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed during
2985                  * mem_cgroup_try_charge() above. Tasks that were already
2986                  * dying when the allocation triggers should have been already
2987                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
2988                  */
2989                 res_counter_charge_nofail(&memcg->res, size, &fail_res);
2990                 if (do_swap_account)
2991                         res_counter_charge_nofail(&memcg->memsw, size,
2992                                                   &fail_res);
2993                 ret = 0;
2994         } else if (ret)
2995                 res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size);
2996
2997         return ret;
2998 }
2999
3000 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, u64 size)
3001 {
3002         res_counter_uncharge(&memcg->res, size);
3003         if (do_swap_account)
3004                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, size);
3005
3006         /* Not down to 0 */
3007         if (res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size))
3008                 return;
3009
3010         /*
3011          * Releases a reference taken in kmem_cgroup_css_offline in case
3012          * this last uncharge is racing with the offlining code or it is
3013          * outliving the memcg existence.
3014          *
3015          * The memory barrier imposed by test&clear is paired with the
3016          * explicit one in memcg_kmem_mark_dead().
3017          */
3018         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
3019                 css_put(&memcg->css);
3020 }
3021
3022 /*
3023  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
3024  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
3025  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
3026  */
3027 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
3028 {
3029         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
3030 }
3031
3032 static size_t memcg_caches_array_size(int num_groups)
3033 {
3034         ssize_t size;
3035         if (num_groups <= 0)
3036                 return 0;
3037
3038         size = 2 * num_groups;
3039         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
3040                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
3041         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
3042                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
3043
3044         return size;
3045 }
3046
3047 /*
3048  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
3049  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
3050  * calling this.
3051  */
3052 void memcg_update_array_size(int num)
3053 {
3054         if (num > memcg_limited_groups_array_size)
3055                 memcg_limited_groups_array_size = memcg_caches_array_size(num);
3056 }
3057
3058 int memcg_update_cache_size(struct kmem_cache *s, int num_groups)
3059 {
3060         struct memcg_cache_params *cur_params = s->memcg_params;
3061
3062         VM_BUG_ON(!is_root_cache(s));
3063
3064         if (num_groups > memcg_limited_groups_array_size) {
3065                 int i;
3066                 struct memcg_cache_params *new_params;
3067                 ssize_t size = memcg_caches_array_size(num_groups);
3068
3069                 size *= sizeof(void *);
3070                 size += offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
3071
3072                 new_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3073                 if (!new_params)
3074                         return -ENOMEM;
3075
3076                 new_params->is_root_cache = true;
3077
3078                 /*
3079                  * There is the chance it will be bigger than
3080                  * memcg_limited_groups_array_size, if we failed an allocation
3081                  * in a cache, in which case all caches updated before it, will
3082                  * have a bigger array.
3083                  *
3084                  * But if that is the case, the data after
3085                  * memcg_limited_groups_array_size is certainly unused
3086                  */
3087                 for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3088                         if (!cur_params->memcg_caches[i])
3089                                 continue;
3090                         new_params->memcg_caches[i] =
3091                                                 cur_params->memcg_caches[i];
3092                 }
3093
3094                 /*
3095                  * Ideally, we would wait until all caches succeed, and only
3096                  * then free the old one. But this is not worth the extra
3097                  * pointer per-cache we'd have to have for this.
3098                  *
3099                  * It is not a big deal if some caches are left with a size
3100                  * bigger than the others. And all updates will reset this
3101                  * anyway.
3102                  */
3103                 rcu_assign_pointer(s->memcg_params, new_params);
3104                 if (cur_params)
3105                         kfree_rcu(cur_params, rcu_head);
3106         }
3107         return 0;
3108 }
3109
3110 char *memcg_create_cache_name(struct mem_cgroup *memcg,
3111                               struct kmem_cache *root_cache)
3112 {
3113         static char *buf = NULL;
3114
3115         /*
3116          * We need a mutex here to protect the shared buffer. Since this is
3117          * expected to be called only on cache creation, we can employ the
3118          * slab_mutex for that purpose.
3119          */
3120         lockdep_assert_held(&slab_mutex);
3121
3122         if (!buf) {
3123                 buf = kmalloc(NAME_MAX + 1, GFP_KERNEL);
3124                 if (!buf)
3125                         return NULL;
3126         }
3127
3128         cgroup_name(memcg->css.cgroup, buf, NAME_MAX + 1);
3129         return kasprintf(GFP_KERNEL, "%s(%d:%s)", root_cache->name,
3130                          memcg_cache_id(memcg), buf);
3131 }
3132
3133 int memcg_alloc_cache_params(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s,
3134                              struct kmem_cache *root_cache)
3135 {
3136         size_t size;
3137
3138         if (!memcg_kmem_enabled())
3139                 return 0;
3140
3141         if (!memcg) {
3142                 size = offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
3143                 size += memcg_limited_groups_array_size * sizeof(void *);
3144         } else
3145                 size = sizeof(struct memcg_cache_params);
3146
3147         s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3148         if (!s->memcg_params)
3149                 return -ENOMEM;
3150
3151         if (memcg) {
3152                 s->memcg_params->memcg = memcg;
3153                 s->memcg_params->root_cache = root_cache;
3154                 css_get(&memcg->css);
3155         } else
3156                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3157
3158         return 0;
3159 }
3160
3161 void memcg_free_cache_params(struct kmem_cache *s)
3162 {
3163         if (!s->memcg_params)
3164                 return;
3165         if (!s->memcg_params->is_root_cache)
3166                 css_put(&s->memcg_params->memcg->css);
3167         kfree(s->memcg_params);
3168 }
3169
3170 static void memcg_kmem_create_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3171                                     struct kmem_cache *root_cache)
3172 {
3173         struct kmem_cache *cachep;
3174         int id;
3175
3176         lockdep_assert_held(&memcg_slab_mutex);
3177
3178         id = memcg_cache_id(memcg);
3179
3180         /*
3181          * Since per-memcg caches are created asynchronously on first
3182          * allocation (see memcg_kmem_get_cache()), several threads can try to
3183          * create the same cache, but only one of them may succeed.
3184          */
3185         if (cache_from_memcg_idx(root_cache, id))
3186                 return;
3187
3188         cachep = kmem_cache_create_memcg(memcg, root_cache);
3189         /*
3190          * If we could not create a memcg cache, do not complain, because
3191          * that's not critical at all as we can always proceed with the root
3192          * cache.
3193          */
3194         if (!cachep)
3195                 return;
3196
3197         list_add(&cachep->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
3198
3199         /*
3200          * Since readers won't lock (see cache_from_memcg_idx()), we need a
3201          * barrier here to ensure nobody will see the kmem_cache partially
3202          * initialized.
3203          */
3204         smp_wmb();
3205
3206         BUG_ON(root_cache->memcg_params->memcg_caches[id]);
3207         root_cache->memcg_params->memcg_caches[id] = cachep;
3208 }
3209
3210 static void memcg_kmem_destroy_cache(struct kmem_cache *cachep)
3211 {
3212         struct kmem_cache *root_cache;
3213         struct mem_cgroup *memcg;
3214         int id;
3215
3216         lockdep_assert_held(&memcg_slab_mutex);
3217
3218         BUG_ON(is_root_cache(cachep));
3219
3220         root_cache = cachep->memcg_params->root_cache;
3221         memcg = cachep->memcg_params->memcg;
3222         id = memcg_cache_id(memcg);
3223
3224         BUG_ON(root_cache->memcg_params->memcg_caches[id] != cachep);
3225         root_cache->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
3226
3227         list_del(&cachep->memcg_params->list);
3228
3229         kmem_cache_destroy(cachep);
3230 }
3231
3232 /*
3233  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
3234  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
3235  * enqueing new caches to be created.
3236  *
3237  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
3238  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
3239  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
3240  * objects during debug.
3241  *
3242  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
3243  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
3244  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
3245  * cache again, failing at the same point.
3246  *
3247  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
3248  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
3249  * inside the following two functions.
3250  */
3251 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
3252 {
3253         VM_BUG_ON(!current->mm);
3254         current->memcg_kmem_skip_account++;
3255 }
3256
3257 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
3258 {
3259         VM_BUG_ON(!current->mm);
3260         current->memcg_kmem_skip_account--;
3261 }
3262
3263 int __kmem_cache_destroy_memcg_children(struct kmem_cache *s)
3264 {
3265         struct kmem_cache *c;
3266         int i, failed = 0;
3267
3268         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
3269         for_each_memcg_cache_index(i) {
3270                 c = cache_from_memcg_idx(s, i);
3271                 if (!c)
3272                         continue;
3273
3274                 memcg_kmem_destroy_cache(c);
3275
3276                 if (cache_from_memcg_idx(s, i))
3277                         failed++;
3278         }
3279         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
3280         return failed;
3281 }
3282
3283 static void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3284 {
3285         struct kmem_cache *cachep;
3286         struct memcg_cache_params *params, *tmp;
3287
3288         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3289                 return;
3290
3291         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
3292         list_for_each_entry_safe(params, tmp, &memcg->memcg_slab_caches, list) {
3293                 cachep = memcg_params_to_cache(params);
3294                 kmem_cache_shrink(cachep);
3295                 if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) == 0)
3296                         memcg_kmem_destroy_cache(cachep);
3297         }
3298         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
3299 }
3300
3301 struct create_work {
3302         struct mem_cgroup *memcg;
3303         struct kmem_cache *cachep;
3304         struct work_struct work;
3305 };
3306
3307 static void memcg_create_cache_work_func(struct work_struct *w)
3308 {
3309         struct create_work *cw = container_of(w, struct create_work, work);
3310         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
3311         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
3312
3313         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
3314         memcg_kmem_create_cache(memcg, cachep);
3315         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
3316
3317         css_put(&memcg->css);
3318         kfree(cw);
3319 }
3320
3321 /*
3322  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
3323  */
3324 static void __memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3325                                          struct kmem_cache *cachep)
3326 {
3327         struct create_work *cw;
3328
3329         cw = kmalloc(sizeof(struct create_work), GFP_NOWAIT);
3330         if (cw == NULL) {
3331                 css_put(&memcg->css);
3332                 return;
3333         }
3334
3335         cw->memcg = memcg;
3336         cw->cachep = cachep;
3337
3338         INIT_WORK(&cw->work, memcg_create_cache_work_func);
3339         schedule_work(&cw->work);
3340 }
3341
3342 static void memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3343                                        struct kmem_cache *cachep)
3344 {
3345         /*
3346          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
3347          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
3348          * in __memcg_create_cache_enqueue will recurse.
3349          *
3350          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
3351          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
3352          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
3353          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
3354          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
3355          */
3356         memcg_stop_kmem_account();
3357         __memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3358         memcg_resume_kmem_account();
3359 }
3360
3361 int __memcg_charge_slab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp, int order)
3362 {
3363         int res;
3364
3365         res = memcg_charge_kmem(cachep->memcg_params->memcg, gfp,
3366                                 PAGE_SIZE << order);
3367         if (!res)
3368                 atomic_add(1 << order, &cachep->memcg_params->nr_pages);
3369         return res;
3370 }
3371
3372 void __memcg_uncharge_slab(struct kmem_cache *cachep, int order)
3373 {
3374         memcg_uncharge_kmem(cachep->memcg_params->memcg, PAGE_SIZE << order);
3375         atomic_sub(1 << order, &cachep->memcg_params->nr_pages);
3376 }
3377
3378 /*
3379  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
3380  * We try to use the current memcg's version of the cache.
3381  *
3382  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
3383  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
3384  * in a workqueue.
3385  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
3386  * the original cache.
3387  *
3388  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
3389  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
3390  */
3391 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
3392                                           gfp_t gfp)
3393 {
3394         struct mem_cgroup *memcg;
3395         struct kmem_cache *memcg_cachep;
3396
3397         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
3398         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
3399
3400         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3401                 return cachep;
3402
3403         rcu_read_lock();
3404         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
3405
3406         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
3407                 goto out;
3408
3409         memcg_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, memcg_cache_id(memcg));
3410         if (likely(memcg_cachep)) {
3411                 cachep = memcg_cachep;
3412                 goto out;
3413         }
3414
3415         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
3416         if (!css_tryget(&memcg->css))
3417                 goto out;
3418         rcu_read_unlock();
3419
3420         /*
3421          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
3422          * context), we could be be predictable and return right away.
3423          * This would guarantee that the allocation being performed
3424          * already belongs in the new cache.
3425          *
3426          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
3427          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
3428          * kmem_cache_dup, this means no further allocation could happen
3429          * with the slab_mutex held.
3430          *
3431          * Also, because cache creation issue get_online_cpus(), this
3432          * creates a lock chain: memcg_slab_mutex -> cpu_hotplug_mutex,
3433          * that ends up reversed during cpu hotplug. (cpuset allocates
3434          * a bunch of GFP_KERNEL memory during cpuup). Due to all that,
3435          * better to defer everything.
3436          */
3437         memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3438         return cachep;
3439 out:
3440         rcu_read_unlock();
3441         return cachep;
3442 }
3443
3444 /*
3445  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
3446  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
3447  * need a further commit step to do the final arrangements.
3448  *
3449  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
3450  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
3451  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
3452  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
3453  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
3454  * the compiled-out case as well.
3455  *
3456  * Returning true means the allocation is possible.
3457  */
3458 bool
3459 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
3460 {
3461         struct mem_cgroup *memcg;
3462         int ret;
3463
3464         *_memcg = NULL;
3465
3466         /*
3467          * Disabling accounting is only relevant for some specific memcg
3468          * internal allocations. Therefore we would initially not have such
3469          * check here, since direct calls to the page allocator that are
3470          * accounted to kmemcg (alloc_kmem_pages and friends) only happen
3471          * outside memcg core. We are mostly concerned with cache allocations,
3472          * and by having this test at memcg_kmem_get_cache, we are already able
3473          * to relay the allocation to the root cache and bypass the memcg cache
3474          * altogether.
3475          *
3476          * There is one exception, though: the SLUB allocator does not create
3477          * large order caches, but rather service large kmallocs directly from
3478          * the page allocator. Therefore, the following sequence when backed by
3479          * the SLUB allocator:
3480          *
3481          *      memcg_stop_kmem_account();
3482          *      kmalloc(<large_number>)
3483          *      memcg_resume_kmem_account();
3484          *
3485          * would effectively ignore the fact that we should skip accounting,
3486          * since it will drive us directly to this function without passing
3487          * through the cache selector memcg_kmem_get_cache. Such large
3488          * allocations are extremely rare but can happen, for instance, for the
3489          * cache arrays. We bring this test here.
3490          */
3491         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3492                 return true;
3493
3494         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
3495
3496         if (!memcg_can_account_kmem(memcg)) {
3497                 css_put(&memcg->css);
3498                 return true;
3499         }
3500
3501         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, PAGE_SIZE << order);
3502         if (!ret)
3503                 *_memcg = memcg;
3504
3505         css_put(&memcg->css);
3506         return (ret == 0);
3507 }
3508
3509 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3510                               int order)
3511 {
3512         struct page_cgroup *pc;
3513
3514         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3515
3516         /* The page allocation failed. Revert */
3517         if (!page) {
3518                 memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3519                 return;
3520         }
3521
3522         pc = lookup_page_cgroup(page);
3523         lock_page_cgroup(pc);
3524         pc->mem_cgroup = memcg;
3525         SetPageCgroupUsed(pc);
3526         unlock_page_cgroup(pc);
3527 }
3528
3529 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
3530 {
3531         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3532         struct page_cgroup *pc;
3533
3534
3535         pc = lookup_page_cgroup(page);
3536         /*
3537          * Fast unlocked return. Theoretically might have changed, have to
3538          * check again after locking.
3539          */
3540         if (!PageCgroupUsed(pc))
3541                 return;
3542
3543         lock_page_cgroup(pc);
3544         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3545                 memcg = pc->mem_cgroup;
3546                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3547         }
3548         unlock_page_cgroup(pc);
3549
3550         /*
3551          * We trust that only if there is a memcg associated with the page, it
3552          * is a valid allocation
3553          */
3554         if (!memcg)
3555                 return;
3556
3557         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
3558         memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3559 }
3560 #else
3561 static inline void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3562 {
3563 }
3564 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3565
3566 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3567
3568 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
3569 /*
3570  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3571  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
3572  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
3573  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
3574  */
3575 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3576 {
3577         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
3578         struct page_cgroup *pc;
3579         struct mem_cgroup *memcg;
3580         int i;
3581
3582         if (mem_cgroup_disabled())
3583                 return;
3584
3585         memcg = head_pc->mem_cgroup;
3586         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3587                 pc = head_pc + i;
3588                 pc->mem_cgroup = memcg;
3589                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
3590                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
3591         }
3592         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
3593                        HPAGE_PMD_NR);
3594 }
3595 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3596
3597 /**
3598  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3599  * @page: the page
3600  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3601  * @pc: page_cgroup of the page.
3602  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3603  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3604  *
3605  * The caller must confirm following.
3606  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3607  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3608  *
3609  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3610  * from old cgroup.
3611  */
3612 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3613                                    unsigned int nr_pages,
3614                                    struct page_cgroup *pc,
3615                                    struct mem_cgroup *from,
3616                                    struct mem_cgroup *to)
3617 {
3618         unsigned long flags;
3619         int ret;
3620         bool anon = PageAnon(page);
3621
3622         VM_BUG_ON(from == to);
3623         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
3624         /*
3625          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3626          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3627          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3628          * hold it.
3629          */
3630         ret = -EBUSY;
3631         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3632                 goto out;
3633
3634         lock_page_cgroup(pc);
3635
3636         ret = -EINVAL;
3637         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
3638                 goto unlock;
3639
3640         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
3641
3642         if (!anon && page_mapped(page)) {
3643                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
3644                                nr_pages);
3645                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
3646                                nr_pages);
3647         }
3648
3649         if (PageWriteback(page)) {
3650                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
3651                                nr_pages);
3652                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
3653                                nr_pages);
3654         }
3655
3656         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, anon, -nr_pages);
3657
3658         /* caller should have done css_get */
3659         pc->mem_cgroup = to;
3660         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, anon, nr_pages);
3661         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
3662         ret = 0;
3663 unlock:
3664         unlock_page_cgroup(pc);
3665         /*
3666          * check events
3667          */
3668         memcg_check_events(to, page);
3669         memcg_check_events(from, page);
3670 out:
3671         return ret;
3672 }
3673
3674 /**
3675  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
3676  * @page: the page to move
3677  * @pc: page_cgroup of the page
3678  * @child: page's cgroup
3679  *
3680  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
3681  * parent (aka use_hierarchy==0).
3682  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
3683  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
3684  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
3685  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
3686  * on the next attempt and the call should be retried later.
3687  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
3688  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
3689  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
3690  * LRU or vanish.
3691  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
3692  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
3693  * disappear in the next attempt.
3694  */
3695 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
3696                                   struct page_cgroup *pc,
3697                                   struct mem_cgroup *child)
3698 {
3699         struct mem_cgroup *parent;
3700         unsigned int nr_pages;
3701         unsigned long uninitialized_var(flags);
3702         int ret;
3703
3704         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
3705
3706         ret = -EBUSY;
3707         if (!get_page_unless_zero(page))
3708                 goto out;
3709         if (isolate_lru_page(page))
3710                 goto put;
3711
3712         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
3713
3714         parent = parent_mem_cgroup(child);
3715         /*
3716          * If no parent, move charges to root cgroup.
3717          */
3718         if (!parent)
3719                 parent = root_mem_cgroup;
3720
3721         if (nr_pages > 1) {
3722                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
3723                 flags = compound_lock_irqsave(page);
3724         }
3725
3726         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
3727                                 pc, child, parent);
3728         if (!ret)
3729                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
3730
3731         if (nr_pages > 1)
3732                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
3733         putback_lru_page(page);
3734 put:
3735         put_page(page);
3736 out:
3737         return ret;
3738 }
3739
3740 int mem_cgroup_charge_anon(struct page *page,
3741                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
3742 {
3743         unsigned int nr_pages = 1;
3744         struct mem_cgroup *memcg;
3745         bool oom = true;
3746
3747         if (mem_cgroup_disabled())
3748                 return 0;
3749
3750         VM_BUG_ON_PAGE(page_mapped(page), page);
3751         VM_BUG_ON_PAGE(page->mapping && !PageAnon(page), page);
3752         VM_BUG_ON(!mm);
3753
3754         if (PageTransHuge(page)) {
3755                 nr_pages <<= compound_order(page);
3756                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
3757                 /*
3758                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
3759                  * fault handler will fall back to regular pages.
3760                  */
3761                 oom = false;
3762         }
3763
3764         memcg = mem_cgroup_try_charge_mm(mm, gfp_mask, nr_pages, oom);
3765         if (!memcg)
3766                 return -ENOMEM;
3767         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages,
3768                                    MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
3769         return 0;
3770 }
3771
3772 /*
3773  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
3774  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
3775  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
3776  * "commit()" or removed by "cancel()"
3777  */
3778 static int __mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
3779                                           struct page *page,
3780                                           gfp_t mask,
3781                                           struct mem_cgroup **memcgp)
3782 {
3783         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3784         struct page_cgroup *pc;
3785         int ret;
3786
3787         pc = lookup_page_cgroup(page);
3788         /*
3789          * Every swap fault against a single page tries to charge the
3790          * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
3791          * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
3792          * the page lock, which serializes swap cache removal, which
3793          * in turn serializes uncharging.
3794          */
3795         if (PageCgroupUsed(pc))
3796                 goto out;
3797         if (do_swap_account)
3798                 memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
3799         if (!memcg)
3800                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
3801         ret = mem_cgroup_try_charge(memcg, mask, 1, true);
3802         css_put(&memcg->css);
3803         if (ret == -EINTR)
3804                 memcg = root_mem_cgroup;
3805         else if (ret)
3806                 return ret;
3807 out:
3808         *memcgp = memcg;
3809         return 0;
3810 }
3811
3812 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm, struct page *page,
3813                                  gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
3814 {
3815         if (mem_cgroup_disabled()) {
3816                 *memcgp = NULL;
3817                 return 0;
3818         }
3819         /*
3820          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already
3821          * updated the pte, and even removed page from swap cache: in
3822          * those cases unuse_pte()'s pte_same() test will fail; but
3823          * there's also a KSM case which does need to charge the page.
3824          */
3825         if (!PageSwapCache(page)) {
3826                 struct mem_cgroup *memcg;
3827
3828                 memcg = mem_cgroup_try_charge_mm(mm, gfp_mask, 1, true);
3829                 if (!memcg)
3830                         return -ENOMEM;
3831                 *memcgp = memcg;
3832                 return 0;
3833         }
3834         return __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, memcgp);
3835 }
3836
3837 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
3838 {
3839         if (mem_cgroup_disabled())
3840                 return;
3841         if (!memcg)
3842                 return;
3843         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
3844 }
3845
3846 static void
3847 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3848                                         enum charge_type ctype)
3849 {
3850         if (mem_cgroup_disabled())
3851                 return;
3852         if (!memcg)
3853                 return;
3854
3855         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
3856         /*
3857          * Now swap is on-memory. This means this page may be
3858          * counted both as mem and swap....double count.
3859          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
3860          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
3861          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
3862          */
3863         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
3864                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
3865                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
3866         }
3867 }
3868
3869 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
3870                                      struct mem_cgroup *memcg)
3871 {
3872         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
3873                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3874 }
3875
3876 int mem_cgroup_charge_file(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3877                                 gfp_t gfp_mask)
3878 {
3879         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3880         struct mem_cgroup *memcg;
3881         int ret;
3882
3883         if (mem_cgroup_disabled())
3884                 return 0;
3885         if (PageCompound(page))
3886                 return 0;
3887
3888         if (PageSwapCache(page)) { /* shmem */
3889                 ret = __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page,
3890                                                      gfp_mask, &memcg);
3891                 if (ret)
3892                         return ret;
3893                 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
3894                 return 0;
3895         }
3896
3897         memcg = mem_cgroup_try_charge_mm(mm, gfp_mask, 1, true);
3898         if (!memcg)
3899                 return -ENOMEM;
3900         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, type, false);
3901         return 0;
3902 }
3903
3904 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
3905                                    unsigned int nr_pages,
3906                                    const enum charge_type ctype)
3907 {
3908         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
3909         bool uncharge_memsw = true;
3910
3911         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
3912         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
3913                 uncharge_memsw = false;
3914
3915         batch = &current->memcg_batch;
3916         /*
3917          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
3918          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
3919          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
3920          */
3921         if (!batch->memcg)
3922                 batch->memcg = memcg;
3923         /*
3924          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
3925          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
3926          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
3927          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
3928          * because we want to do uncharge as soon as possible.
3929          */
3930
3931         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
3932                 goto direct_uncharge;
3933
3934         if (nr_pages > 1)
3935                 goto direct_uncharge;
3936
3937         /*
3938          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
3939          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
3940          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
3941          */
3942         if (batch->memcg != memcg)
3943                 goto direct_uncharge;
3944         /* remember freed charge and uncharge it later */
3945         batch->nr_pages++;
3946         if (uncharge_memsw)
3947                 batch->memsw_nr_pages++;
3948         return;
3949 direct_uncharge:
3950         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
3951         if (uncharge_memsw)
3952                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
3953         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
3954                 memcg_oom_recover(memcg);
3955 }
3956
3957 /*
3958  * uncharge if !page_mapped(page)
3959  */
3960 static struct mem_cgroup *
3961 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype,
3962                              bool end_migration)
3963 {
3964         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3965         unsigned int nr_pages = 1;
3966         struct page_cgroup *pc;
3967         bool anon;
3968
3969         if (mem_cgroup_disabled())
3970                 return NULL;
3971
3972         if (PageTransHuge(page)) {
3973                 nr_pages <<= compound_order(page);
3974                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
3975         }
3976         /*
3977          * Check if our page_cgroup is valid
3978          */
3979         pc = lookup_page_cgroup(page);
3980         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
3981                 return NULL;
3982
3983         lock_page_cgroup(pc);
3984
3985         memcg = pc->mem_cgroup;
3986
3987         if (!PageCgroupUsed(pc))
3988                 goto unlock_out;
3989
3990         anon = PageAnon(page);
3991
3992         switch (ctype) {
3993         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON:
3994                 /*
3995                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
3996                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
3997                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
3998                  */
3999                 anon = true;
4000                 /* fallthrough */
4001         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
4002                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
4003                 if (page_mapped(page))
4004                         goto unlock_out;
4005                 /*
4006                  * Pages under migration may not be uncharged.  But
4007                  * end_migration() /must/ be the one uncharging the
4008                  * unused post-migration page and so it has to call
4009                  * here with the migration bit still set.  See the
4010                  * res_counter handling below.
4011                  */
4012                 if (!end_migration && PageCgroupMigration(pc))
4013                         goto unlock_out;
4014                 break;
4015         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
4016                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
4017                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
4018                                 goto unlock_out;
4019                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
4020                                 goto unlock_out;
4021                 break;
4022         default:
4023                 break;
4024         }
4025
4026         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, -nr_pages);
4027
4028         ClearPageCgroupUsed(pc);
4029         /*
4030          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
4031          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
4032          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
4033          * special functions.
4034          */
4035
4036         unlock_page_cgroup(pc);
4037         /*
4038          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
4039          * will never be freed, so it's safe to call css_get().
4040          */
4041         memcg_check_events(memcg, page);
4042         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
4043                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
4044                 css_get(&memcg->css);
4045         }
4046         /*
4047          * Migration does not charge the res_counter for the
4048          * replacement page, so leave it alone when phasing out the
4049          * page that is unused after the migration.
4050          */
4051         if (!end_migration && !mem_cgroup_is_root(memcg))
4052                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
4053
4054         return memcg;
4055
4056 unlock_out:
4057         unlock_page_cgroup(pc);
4058         return NULL;
4059 }
4060
4061 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
4062 {
4063         /* early check. */
4064         if (page_mapped(page))
4065                 return;
4066         VM_BUG_ON_PAGE(page->mapping && !PageAnon(page), page);
4067         /*
4068          * If the page is in swap cache, uncharge should be deferred
4069          * to the swap path, which also properly accounts swap usage
4070          * and handles memcg lifetime.
4071          *
4072          * Note that this check is not stable and reclaim may add the
4073          * page to swap cache at any time after this.  However, if the
4074          * page is not in swap cache by the time page->mapcount hits
4075          * 0, there won't be any page table references to the swap
4076          * slot, and reclaim will free it and not actually write the
4077          * page to disk.
4078          */
4079         if (PageSwapCache(page))
4080                 return;
4081         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
4082 }
4083
4084 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
4085 {
4086         VM_BUG_ON_PAGE(page_mapped(page), page);
4087         VM_BUG_ON_PAGE(page->mapping, page);
4088         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE, false);
4089 }
4090
4091 /*
4092  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
4093  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
4094  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
4095  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
4096  * This may be called prural(2) times in a context,
4097  */
4098
4099 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
4100 {
4101         current->memcg_batch.do_batch++;
4102         /* We can do nest. */
4103         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
4104                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
4105                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
4106                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
4107         }
4108 }
4109
4110 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
4111 {
4112         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
4113
4114         if (!batch->do_batch)
4115                 return;
4116
4117         batch->do_batch--;
4118         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
4119                 return;
4120
4121         if (!batch->memcg)
4122                 return;
4123         /*
4124          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
4125          * bacause we hide charges behind us.
4126          */
4127         if (batch->nr_pages)
4128                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
4129                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
4130         if (batch->memsw_nr_pages)
4131                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
4132                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
4133         memcg_oom_recover(batch->memcg);
4134         /* forget this pointer (for sanity check) */
4135         batch->memcg = NULL;
4136 }
4137
4138 #ifdef CONFIG_SWAP
4139 /*
4140  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
4141  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
4142  */
4143 void
4144 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
4145 {
4146         struct mem_cgroup *memcg;
4147         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
4148
4149         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
4150                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
4151
4152         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype, false);
4153
4154         /*
4155          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
4156          * css_get() was called in uncharge().
4157          */
4158         if (do_swap_account && swapout && memcg)
4159                 swap_cgroup_record(ent, mem_cgroup_id(memcg));
4160 }
4161 #endif
4162
4163 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4164 /*
4165  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
4166  * uncharge "memsw" account.
4167  */
4168 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
4169 {
4170         struct mem_cgroup *memcg;
4171         unsigned short id;
4172
4173         if (!do_swap_account)
4174                 return;
4175
4176         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
4177         rcu_read_lock();
4178         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
4179         if (memcg) {
4180                 /*
4181                  * We uncharge this because swap is freed.
4182                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
4183                  */
4184                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4185                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
4186                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
4187                 css_put(&memcg->css);
4188         }
4189         rcu_read_unlock();
4190 }
4191
4192 /**
4193  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
4194  * @entry: swap entry to be moved
4195  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
4196  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
4197  *
4198  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
4199  * as the mem_cgroup's id of @from.
4200  *
4201  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
4202  *
4203  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
4204  * both res and memsw, and called css_get().
4205  */
4206 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4207                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4208 {
4209         unsigned short old_id, new_id;
4210
4211         old_id = mem_cgroup_id(from);
4212         new_id = mem_cgroup_id(to);
4213
4214         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
4215                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
4216                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
4217                 /*
4218                  * This function is only called from task migration context now.
4219                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
4220                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
4221                  * improvement. But we cannot postpone css_get(to)  because if
4222                  * the process that has been moved to @to does swap-in, the
4223                  * refcount of @to might be decreased to 0.
4224                  *
4225                  * We are in attach() phase, so the cgroup is guaranteed to be
4226                  * alive, so we can just call css_get().
4227                  */
4228                 css_get(&to->css);
4229                 return 0;
4230         }
4231         return -EINVAL;
4232 }
4233 #else
4234 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4235                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4236 {
4237         return -EINVAL;
4238 }
4239 #endif
4240
4241 /*
4242  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
4243  * page belongs to.
4244  */
4245 void mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page, struct page *newpage,
4246                                   struct mem_cgroup **memcgp)
4247 {
4248         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4249         unsigned int nr_pages = 1;
4250         struct page_cgroup *pc;
4251         enum charge_type ctype;
4252
4253         *memcgp = NULL;
4254
4255         if (mem_cgroup_disabled())
4256                 return;
4257
4258         if (PageTransHuge(page))
4259                 nr_pages <<= compound_order(page);
4260
4261         pc = lookup_page_cgroup(page);
4262         lock_page_cgroup(pc);
4263         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4264                 memcg = pc->mem_cgroup;
4265                 css_get(&memcg->css);
4266                 /*
4267                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
4268                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
4269                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
4270                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
4271                  * until end_migration() is called
4272                  *
4273                  * Corner Case Thinking
4274                  * A)
4275                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
4276                  * while migration was ongoing.
4277                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
4278                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
4279                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
4280                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
4281                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
4282                  *
4283                  * B)
4284                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
4285                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
4286                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
4287                  * without charging it again.
4288                  *
4289                  * C)
4290                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
4291                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
4292                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
4293                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
4294                  */
4295                 if (PageAnon(page))
4296                         SetPageCgroupMigration(pc);
4297         }
4298         unlock_page_cgroup(pc);
4299         /*
4300          * If the page is not charged at this point,
4301          * we return here.
4302          */
4303         if (!memcg)
4304                 return;
4305
4306         *memcgp = memcg;
4307         /*
4308          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
4309          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
4310          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
4311          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
4312          */
4313         if (PageAnon(page))
4314                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON;
4315         else
4316                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4317         /*
4318          * The page is committed to the memcg, but it's not actually
4319          * charged to the res_counter since we plan on replacing the
4320          * old one and only one page is going to be left afterwards.
4321          */
4322         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, nr_pages, ctype, false);
4323 }
4324
4325 /* remove redundant charge if migration failed*/
4326 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
4327         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
4328 {
4329         struct page *used, *unused;
4330         struct page_cgroup *pc;
4331         bool anon;
4332
4333         if (!memcg)
4334                 return;
4335
4336         if (!migration_ok) {
4337                 used = oldpage;
4338                 unused = newpage;
4339         } else {
4340                 used = newpage;
4341                 unused = oldpage;
4342         }
4343         anon = PageAnon(used);
4344         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
4345                                      anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON
4346                                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE,
4347                                      true);
4348         css_put(&memcg->css);
4349         /*
4350          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
4351          * of the page goes down to zero, temporarly.
4352          * Clear the flag and check the page should be charged.
4353          */
4354         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4355         lock_page_cgroup(pc);
4356         ClearPageCgroupMigration(pc);
4357         unlock_page_cgroup(pc);
4358
4359         /*
4360          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
4361          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
4362          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
4363          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
4364          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
4365          * check. (see prepare_charge() also)
4366          */
4367         if (anon)
4368                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
4369 }
4370
4371 /*
4372  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
4373  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
4374  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
4375  */
4376 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
4377                                   struct page *newpage)
4378 {
4379         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4380         struct page_cgroup *pc;
4381         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4382
4383         if (mem_cgroup_disabled())
4384                 return;
4385
4386         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4387         /* fix accounting on old pages */
4388         lock_page_cgroup(pc);
4389         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4390                 memcg = pc->mem_cgroup;
4391                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, oldpage, false, -1);
4392                 ClearPageCgroupUsed(pc);
4393         }
4394         unlock_page_cgroup(pc);
4395
4396         /*
4397          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
4398          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
4399          */
4400         if (!memcg)
4401                 return;
4402         /*
4403          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
4404          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
4405          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
4406          */
4407         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
4408 }
4409
4410 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4411 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
4412 {
4413         struct page_cgroup *pc;
4414
4415         pc = lookup_page_cgroup(page);
4416         /*
4417          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
4418          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
4419          * or when mem_cgroup_disabled().
4420          */
4421         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
4422                 return pc;
4423         return NULL;
4424 }
4425
4426 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
4427 {
4428         if (mem_cgroup_disabled())
4429                 return false;
4430
4431         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
4432 }
4433
4434 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
4435 {
4436         struct page_cgroup *pc;
4437
4438         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
4439         if (pc) {
4440                 pr_alert("pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
4441                          pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
4442         }
4443 }
4444 #endif
4445
4446 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4447                                 unsigned long long val)
4448 {
4449         int retry_count;
4450         u64 memswlimit, memlimit;
4451         int ret = 0;
4452         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4453         u64 curusage, oldusage;
4454         int enlarge;
4455
4456         /*
4457          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
4458          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
4459          * of # of children which we should visit in this loop.
4460          */
4461         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
4462
4463         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4464
4465         enlarge = 0;
4466         while (retry_count) {
4467                 if (signal_pending(current)) {
4468                         ret = -EINTR;
4469                         break;
4470                 }
4471                 /*
4472                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4473                  * open coded manner. You see what this really does.
4474                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4475                  */
4476                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4477                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4478                 if (memswlimit < val) {
4479                         ret = -EINVAL;
4480                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4481                         break;
4482                 }
4483
4484                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4485                 if (memlimit < val)
4486                         enlarge = 1;
4487
4488                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
4489                 if (!ret) {
4490                         if (memswlimit == val)
4491                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4492                         else
4493                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4494                 }
4495                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4496
4497                 if (!ret)
4498                         break;
4499
4500                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4501                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4502                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4503                 /* Usage is reduced ? */
4504                 if (curusage >= oldusage)
4505                         retry_count--;
4506                 else
4507                         oldusage = curusage;
4508         }
4509         if (!ret && enlarge)
4510                 memcg_oom_recover(memcg);
4511
4512         return ret;
4513 }
4514
4515 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4516                                         unsigned long long val)
4517 {
4518         int retry_count;
4519         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
4520         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4521         int ret = -EBUSY;
4522         int enlarge = 0;
4523
4524         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
4525         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4526         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4527         while (retry_count) {
4528                 if (signal_pending(current)) {
4529                         ret = -EINTR;
4530                         break;
4531                 }
4532                 /*
4533                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4534                  * open coded manner. You see what this really does.
4535                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4536                  */
4537                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4538                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4539                 if (memlimit > val) {
4540                         ret = -EINVAL;
4541                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4542                         break;
4543                 }
4544                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4545                 if (memswlimit < val)
4546                         enlarge = 1;
4547                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
4548                 if (!ret) {
4549                         if (memlimit == val)
4550                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4551                         else
4552                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4553                 }
4554                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4555
4556                 if (!ret)
4557                         break;
4558
4559                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4560                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
4561                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4562                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4563                 /* Usage is reduced ? */
4564                 if (curusage >= oldusage)
4565                         retry_count--;
4566                 else
4567                         oldusage = curusage;
4568         }
4569         if (!ret && enlarge)
4570                 memcg_oom_recover(memcg);
4571         return ret;
4572 }
4573
4574 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
4575                                             gfp_t gfp_mask,
4576                                             unsigned long *total_scanned)
4577 {
4578         unsigned long nr_reclaimed = 0;
4579         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
4580         unsigned long reclaimed;
4581         int loop = 0;
4582         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
4583         unsigned long long excess;
4584         unsigned long nr_scanned;
4585
4586         if (order > 0)
4587                 return 0;
4588
4589         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
4590         /*
4591          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
4592          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
4593          * pressure
4594          */
4595         do {
4596                 if (next_mz)
4597                         mz = next_mz;
4598                 else
4599                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4600                 if (!mz)
4601                         break;
4602
4603                 nr_scanned = 0;
4604                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
4605                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
4606                 nr_reclaimed += reclaimed;
4607                 *total_scanned += nr_scanned;
4608                 spin_lock(&mctz->lock);
4609
4610                 /*
4611                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
4612                  * it is time to move on to the next cgroup
4613                  */
4614                 next_mz = NULL;
4615                 if (!reclaimed) {
4616                         do {
4617                                 /*
4618                                  * Loop until we find yet another one.
4619                                  *
4620                                  * By the time we get the soft_limit lock
4621                                  * again, someone might have aded the
4622                                  * group back on the RB tree. Iterate to
4623                                  * make sure we get a different mem.
4624                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
4625                                  * NULL if no other cgroup is present on
4626                                  * the tree
4627                                  */
4628                                 next_mz =
4629                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4630                                 if (next_mz == mz)
4631                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
4632                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
4633                                         break;
4634                         } while (1);
4635                 }
4636                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
4637                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
4638                 /*
4639                  * One school of thought says that we should not add
4640                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
4641                  * But our reclaim could return 0, simply because due
4642                  * to priority we are exposing a smaller subset of
4643                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
4644                  * term TODO.
4645                  */
4646                 /* If excess == 0, no tree ops */
4647                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->memcg, mz, mctz, excess);
4648                 spin_unlock(&mctz->lock);
4649                 css_put(&mz->memcg->css);
4650                 loop++;
4651                 /*
4652                  * Could not reclaim anything and there are no more
4653                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
4654                  * reclaiming anything.
4655                  */
4656                 if (!nr_reclaimed &&
4657                         (next_mz == NULL ||
4658                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
4659                         break;
4660         } while (!nr_reclaimed);
4661         if (next_mz)
4662                 css_put(&next_mz->memcg->css);
4663         return nr_reclaimed;
4664 }
4665
4666 /**
4667  * mem_cgroup_force_empty_list - clears LRU of a group
4668  * @memcg: group to clear
4669  * @node: NUMA node
4670  * @zid: zone id
4671  * @lru: lru to to clear
4672  *
4673  * Traverse a specified page_cgroup list and try to drop them all.  This doesn't
4674  * reclaim the pages page themselves - pages are moved to the parent (or root)
4675  * group.
4676  */
4677 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
4678                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
4679 {
4680         struct lruvec *lruvec;
4681         unsigned long flags;
4682         struct list_head *list;
4683         struct page *busy;
4684         struct zone *zone;
4685
4686         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
4687         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
4688         list = &lruvec->lists[lru];
4689
4690         busy = NULL;
4691         do {
4692                 struct page_cgroup *pc;
4693                 struct page *page;
4694
4695                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
4696                 if (list_empty(list)) {
4697                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4698                         break;
4699                 }
4700                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
4701                 if (busy == page) {
4702                         list_move(&page->lru, list);
4703                         busy = NULL;
4704                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4705                         continue;
4706                 }
4707                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4708
4709                 pc = lookup_page_cgroup(page);
4710
4711                 if (mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg)) {
4712                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
4713                         busy = page;
4714                         cond_resched();
4715                 } else
4716                         busy = NULL;
4717         } while (!list_empty(list));
4718 }
4719
4720 /*
4721  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task by moving
4722  * all the charges and pages to the parent.
4723  * This enables deleting this mem_cgroup.
4724  *
4725  * Caller is responsible for holding css reference on the memcg.
4726  */
4727 static void mem_cgroup_reparent_charges(struct mem_cgroup *memcg)
4728 {
4729         int node, zid;
4730         u64 usage;
4731
4732         do {
4733                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
4734                 lru_add_drain_all();
4735                 drain_all_stock_sync(memcg);
4736                 mem_cgroup_start_move(memcg);
4737                 for_each_node_state(node, N_MEMORY) {
4738                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4739                                 enum lru_list lru;
4740                                 for_each_lru(lru) {
4741                                         mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
4742                                                         node, zid, lru);
4743                                 }
4744                         }
4745                 }
4746                 mem_cgroup_end_move(memcg);
4747                 memcg_oom_recover(memcg);
4748                 cond_resched();
4749
4750                 /*
4751                  * Kernel memory may not necessarily be trackable to a specific
4752                  * process. So they are not migrated, and therefore we can't
4753                  * expect their value to drop to 0 here.
4754                  * Having res filled up with kmem only is enough.
4755                  *
4756                  * This is a safety check because mem_cgroup_force_empty_list
4757                  * could have raced with mem_cgroup_replace_page_cache callers
4758                  * so the lru seemed empty but the page could have been added
4759                  * right after the check. RES_USAGE should be safe as we always
4760                  * charge before adding to the LRU.
4761                  */
4762                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) -
4763                         res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE);
4764         } while (usage > 0);
4765 }
4766
4767 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4768 {
4769         lockdep_assert_held(&memcg_create_mutex);
4770         /*
4771          * The lock does not prevent addition or deletion to the list
4772          * of children, but it prevents a new child from being
4773          * initialized based on this parent in css_online(), so it's
4774          * enough to decide whether hierarchically inherited
4775          * attributes can still be changed or not.
4776          */
4777         return memcg->use_hierarchy &&
4778                 !list_empty(&memcg->css.cgroup->children);
4779 }
4780
4781 /*
4782  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
4783  * the rest to the parent.
4784  *
4785  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
4786  */
4787 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
4788 {
4789         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4790         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
4791
4792         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
4793         if (cgroup_has_tasks(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
4794                 return -EBUSY;
4795
4796         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
4797         lru_add_drain_all();
4798         /* try to free all pages in this cgroup */
4799         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
4800                 int progress;
4801
4802                 if (signal_pending(current))
4803                         return -EINTR;
4804
4805                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
4806                                                 false);
4807                 if (!progress) {
4808                         nr_retries--;
4809                         /* maybe some writeback is necessary */
4810                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
4811                 }
4812
4813         }
4814         lru_add_drain();
4815         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
4816
4817         return 0;
4818 }
4819
4820 static int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4821                                         unsigned int event)
4822 {
4823         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4824
4825         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
4826                 return -EINVAL;
4827         return mem_cgroup_force_empty(memcg);
4828 }
4829
4830 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4831                                      struct cftype *cft)
4832 {
4833         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
4834 }
4835
4836 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4837                                       struct cftype *cft, u64 val)
4838 {
4839         int retval = 0;
4840         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4841         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
4842
4843         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4844
4845         if (memcg->use_hierarchy == val)
4846                 goto out;
4847
4848         /*
4849          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
4850          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
4851          * occur, provided the current cgroup has no children.
4852          *
4853          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
4854          * set if there are no children.
4855          */
4856         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
4857                                 (val == 1 || val == 0)) {
4858                 if (list_empty(&memcg->css.cgroup->children))
4859                         memcg->use_hierarchy = val;
4860                 else
4861                         retval = -EBUSY;
4862         } else
4863                 retval = -EINVAL;
4864
4865 out:
4866         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4867
4868         return retval;
4869 }
4870
4871
4872 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
4873                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
4874 {
4875         struct mem_cgroup *iter;
4876         long val = 0;
4877
4878         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
4879         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4880                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
4881
4882         if (val < 0) /* race ? */
4883                 val = 0;
4884         return val;
4885 }
4886
4887 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4888 {
4889         u64 val;
4890
4891         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
4892                 if (!swap)
4893                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4894                 else
4895                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4896         }
4897
4898         /*
4899          * Transparent hugepages are still accounted for in MEM_CGROUP_STAT_RSS
4900          * as well as in MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE.
4901          */
4902         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
4903         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
4904
4905         if (swap)
4906                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
4907
4908         return val << PAGE_SHIFT;
4909 }
4910
4911 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
4912                                    struct cftype *cft)
4913 {
4914         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4915         u64 val;
4916         int name;
4917         enum res_type type;
4918
4919         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4920         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
4921
4922         switch (type) {
4923         case _MEM:
4924                 if (name == RES_USAGE)
4925                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4926                 else
4927                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
4928                 break;
4929         case _MEMSWAP:
4930                 if (name == RES_USAGE)
4931                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4932                 else
4933                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
4934                 break;
4935         case _KMEM:
4936                 val = res_counter_read_u64(&memcg->kmem, name);
4937                 break;
4938         default:
4939                 BUG();
4940         }
4941
4942         return val;
4943 }
4944
4945 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4946 /* should be called with activate_kmem_mutex held */
4947 static int __memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
4948                                  unsigned long long limit)
4949 {
4950         int err = 0;
4951         int memcg_id;
4952
4953         if (memcg_kmem_is_active(memcg))
4954                 return 0;
4955
4956         /*
4957          * We are going to allocate memory for data shared by all memory
4958          * cgroups so let's stop accounting here.
4959          */
4960         memcg_stop_kmem_account();
4961
4962         /*
4963          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
4964          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
4965          * already joined.
4966          *
4967          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
4968          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
4969          * place, which makes the value quite meaningless.
4970          *
4971          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
4972          * of course permitted.
4973          */
4974         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4975         if (cgroup_has_tasks(memcg->css.cgroup) || memcg_has_children(memcg))
4976                 err = -EBUSY;
4977         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4978         if (err)
4979                 goto out;
4980
4981         memcg_id = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
4982                                   0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
4983         if (memcg_id < 0) {
4984                 err = memcg_id;
4985                 goto out;
4986         }
4987
4988         /*
4989          * Make sure we have enough space for this cgroup in each root cache's
4990          * memcg_params.
4991          */
4992         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
4993         err = memcg_update_all_caches(memcg_id + 1);
4994         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
4995         if (err)
4996                 goto out_rmid;
4997
4998         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
4999         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
5000
5001         /*
5002          * We couldn't have accounted to this cgroup, because it hasn't got the
5003          * active bit set yet, so this should succeed.
5004          */
5005         err = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, limit);
5006         VM_BUG_ON(err);
5007
5008         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5009         /*
5010          * Setting the active bit after enabling static branching will
5011          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
5012          * patched.
5013          */
5014         memcg_kmem_set_active(memcg);
5015 out:
5016         memcg_resume_kmem_account();
5017         return err;
5018
5019 out_rmid:
5020         ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg_id);
5021         goto out;
5022 }
5023
5024 static int memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
5025                                unsigned long long limit)
5026 {
5027         int ret;
5028
5029         mutex_lock(&activate_kmem_mutex);
5030         ret = __memcg_activate_kmem(memcg, limit);
5031         mutex_unlock(&activate_kmem_mutex);
5032         return ret;
5033 }
5034
5035 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
5036                                    unsigned long long val)
5037 {
5038         int ret;
5039
5040         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5041                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, val);
5042         else
5043                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
5044         return ret;
5045 }
5046
5047 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5048 {
5049         int ret = 0;
5050         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5051
5052         if (!parent)
5053                 return 0;
5054
5055         mutex_lock(&activate_kmem_mutex);
5056         /*
5057          * If the parent cgroup is not kmem-active now, it cannot be activated
5058          * after this point, because it has at least one child already.
5059          */
5060         if (memcg_kmem_is_active(parent))
5061                 ret = __memcg_activate_kmem(memcg, RES_COUNTER_MAX);
5062         mutex_unlock(&activate_kmem_mutex);
5063         return ret;
5064 }
5065 #else
5066 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
5067                                    unsigned long long val)
5068 {
5069         return -EINVAL;
5070 }
5071 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
5072
5073 /*
5074  * The user of this function is...
5075  * RES_LIMIT.
5076  */
5077 static int mem_cgroup_write(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft,
5078                             char *buffer)
5079 {
5080         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5081         enum res_type type;
5082         int name;
5083         unsigned long long val;
5084         int ret;
5085
5086         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5087         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5088
5089         switch (name) {
5090         case RES_LIMIT:
5091                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
5092                         ret = -EINVAL;
5093                         break;
5094                 }
5095                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
5096                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5097                 if (ret)
5098                         break;
5099                 if (type == _MEM)
5100                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
5101                 else if (type == _MEMSWAP)
5102                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
5103                 else if (type == _KMEM)
5104                         ret = memcg_update_kmem_limit(memcg, val);
5105                 else
5106                         return -EINVAL;
5107                 break;
5108         case RES_SOFT_LIMIT:
5109                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5110                 if (ret)
5111                         break;
5112                 /*
5113                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
5114                  * of semantics, for now, we support soft limits for
5115                  * control without swap
5116                  */
5117                 if (type == _MEM)
5118                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
5119                 else
5120                         ret = -EINVAL;
5121                 break;
5122         default:
5123                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
5124                 break;
5125         }
5126         return ret;
5127 }
5128
5129 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
5130                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
5131 {
5132         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
5133
5134         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5135         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5136         if (!memcg->use_hierarchy)
5137                 goto out;
5138
5139         while (css_parent(&memcg->css)) {
5140                 memcg = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5141                 if (!memcg->use_hierarchy)
5142                         break;
5143                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5144                 min_limit = min(min_limit, tmp);
5145                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5146                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
5147         }
5148 out:
5149         *mem_limit = min_limit;
5150         *memsw_limit = min_memsw_limit;
5151 }
5152
5153 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup_subsys_state *css, unsigned int event)
5154 {
5155         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5156         int name;
5157         enum res_type type;
5158
5159         type = MEMFILE_TYPE(event);
5160         name = MEMFILE_ATTR(event);
5161
5162         switch (name) {
5163         case RES_MAX_USAGE:
5164                 if (type == _MEM)
5165                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
5166                 else if (type == _MEMSWAP)
5167                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
5168                 else if (type == _KMEM)
5169                         res_counter_reset_max(&memcg->kmem);
5170                 else
5171                         return -EINVAL;
5172                 break;
5173         case RES_FAILCNT:
5174                 if (type == _MEM)
5175                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
5176                 else if (type == _MEMSWAP)
5177                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
5178                 else if (type == _KMEM)
5179                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->kmem);
5180                 else
5181                         return -EINVAL;
5182                 break;
5183         }
5184
5185         return 0;
5186 }
5187
5188 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5189                                         struct cftype *cft)
5190 {
5191         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
5192 }
5193
5194 #ifdef CONFIG_MMU
5195 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5196                                         struct cftype *cft, u64 val)
5197 {
5198         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5199
5200         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
5201                 return -EINVAL;
5202
5203         /*
5204          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
5205          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
5206          * on with stale data. This means that changes to this value will only
5207          * affect task migrations starting after the change.
5208          */
5209         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
5210         return 0;
5211 }
5212 #else
5213 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5214                                         struct cftype *cft, u64 val)
5215 {
5216         return -ENOSYS;
5217 }
5218 #endif
5219
5220 #ifdef CONFIG_NUMA
5221 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
5222 {
5223         struct numa_stat {
5224                 const char *name;
5225                 unsigned int lru_mask;
5226         };
5227
5228         static const struct numa_stat stats[] = {
5229                 { "total", LRU_ALL },
5230                 { "file", LRU_ALL_FILE },
5231                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
5232                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
5233         };
5234         const struct numa_stat *stat;
5235         int nid;
5236         unsigned long nr;
5237         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5238
5239         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
5240                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
5241                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
5242                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5243                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5244                                                           stat->lru_mask);
5245                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
5246                 }
5247                 seq_putc(m, '\n');
5248         }
5249
5250         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
5251                 struct mem_cgroup *iter;
5252
5253                 nr = 0;
5254                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5255                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
5256                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
5257                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5258                         nr = 0;
5259                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5260                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
5261                                         iter, nid, stat->lru_mask);
5262                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
5263                 }
5264                 seq_putc(m, '\n');
5265         }
5266
5267         return 0;
5268 }
5269 #endif /* CONFIG_NUMA */
5270
5271 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
5272 {
5273         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
5274 }
5275
5276 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
5277 {
5278         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5279         struct mem_cgroup *mi;
5280         unsigned int i;
5281
5282         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5283                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5284                         continue;
5285                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
5286                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
5287         }
5288
5289         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
5290                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
5291                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
5292
5293         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
5294                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
5295                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
5296
5297         /* Hierarchical information */
5298         {
5299                 unsigned long long limit, memsw_limit;
5300                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
5301                 seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n", limit);
5302                 if (do_swap_account)
5303                         seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
5304                                    memsw_limit);
5305         }
5306
5307         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5308                 long long val = 0;
5309
5310                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5311                         continue;
5312                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5313                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
5314                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
5315         }
5316
5317         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
5318                 unsigned long long val = 0;
5319
5320                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5321                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
5322                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
5323                            mem_cgroup_events_names[i], val);
5324         }
5325
5326         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
5327                 unsigned long long val = 0;
5328
5329                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5330                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
5331                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
5332         }
5333
5334 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5335         {
5336                 int nid, zid;
5337                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5338                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
5339                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
5340                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
5341
5342                 for_each_online_node(nid)
5343                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
5344                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
5345                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
5346
5347                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
5348                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
5349                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
5350                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
5351                         }
5352                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
5353                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
5354                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
5355                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
5356         }
5357 #endif
5358
5359         return 0;
5360 }
5361
5362 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5363                                       struct cftype *cft)
5364 {
5365         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5366
5367         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
5368 }
5369
5370 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5371                                        struct cftype *cft, u64 val)
5372 {
5373         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5374
5375         if (val > 100)
5376                 return -EINVAL;
5377
5378         if (css_parent(css))
5379                 memcg->swappiness = val;
5380         else
5381                 vm_swappiness = val;
5382
5383         return 0;
5384 }
5385
5386 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5387 {
5388         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
5389         u64 usage;
5390         int i;
5391
5392         rcu_read_lock();
5393         if (!swap)
5394                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
5395         else
5396                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
5397
5398         if (!t)
5399                 goto unlock;
5400
5401         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
5402
5403         /*
5404          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
5405          * If it's not true, a threshold was crossed after last
5406          * call of __mem_cgroup_threshold().
5407          */
5408         i = t->current_threshold;
5409
5410         /*
5411          * Iterate backward over array of thresholds starting from
5412          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
5413          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
5414          * only one element of the array here.
5415          */
5416         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
5417                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5418
5419         /* i = current_threshold + 1 */
5420         i++;
5421
5422         /*
5423          * Iterate forward over array of thresholds starting from
5424          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
5425          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
5426          * only one element of the array here.
5427          */
5428         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
5429                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5430
5431         /* Update current_threshold */
5432         t->current_threshold = i - 1;
5433 unlock:
5434         rcu_read_unlock();
5435 }
5436
5437 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
5438 {
5439         while (memcg) {
5440                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
5441                 if (do_swap_account)
5442                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
5443
5444                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5445         }
5446 }
5447
5448 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
5449 {
5450         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
5451         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
5452
5453         if (_a->threshold > _b->threshold)
5454                 return 1;
5455
5456         if (_a->threshold < _b->threshold)
5457                 return -1;
5458
5459         return 0;
5460 }
5461
5462 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
5463 {
5464         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
5465
5466         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
5467                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
5468         return 0;
5469 }
5470
5471 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
5472 {
5473         struct mem_cgroup *iter;
5474
5475         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5476                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
5477 }
5478
5479 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5480         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
5481 {
5482         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5483         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5484         u64 threshold, usage;
5485         int i, size, ret;
5486
5487         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
5488         if (ret)
5489                 return ret;
5490
5491         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5492
5493         if (type == _MEM)
5494                 thresholds = &memcg->thresholds;
5495         else if (type == _MEMSWAP)
5496                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5497         else
5498                 BUG();
5499
5500         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5501
5502         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
5503         if (thresholds->primary)
5504                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5505
5506         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
5507
5508         /* Allocate memory for new array of thresholds */
5509         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5510                         GFP_KERNEL);
5511         if (!new) {
5512                 ret = -ENOMEM;
5513                 goto unlock;
5514         }
5515         new->size = size;
5516
5517         /* Copy thresholds (if any) to new array */
5518         if (thresholds->primary) {
5519                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
5520                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
5521         }
5522
5523         /* Add new threshold */
5524         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
5525         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
5526
5527         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
5528         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5529                         compare_thresholds, NULL);
5530
5531         /* Find current threshold */
5532         new->current_threshold = -1;
5533         for (i = 0; i < size; i++) {
5534                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
5535                         /*
5536                          * new->current_threshold will not be used until
5537                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5538                          * it here.
5539                          */
5540                         ++new->current_threshold;
5541                 } else
5542                         break;
5543         }
5544
5545         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
5546         kfree(thresholds->spare);
5547         thresholds->spare = thresholds->primary;
5548
5549         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5550
5551         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5552         synchronize_rcu();
5553
5554 unlock:
5555         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5556
5557         return ret;
5558 }
5559
5560 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5561         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5562 {
5563         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
5564 }
5565
5566 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5567         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5568 {
5569         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
5570 }
5571
5572 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5573         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
5574 {
5575         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5576         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5577         u64 usage;
5578         int i, j, size;
5579
5580         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5581         if (type == _MEM)
5582                 thresholds = &memcg->thresholds;
5583         else if (type == _MEMSWAP)
5584                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5585         else
5586                 BUG();
5587
5588         if (!thresholds->primary)
5589                 goto unlock;
5590
5591         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5592
5593         /* Check if a threshold crossed before removing */
5594         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5595
5596         /* Calculate new number of threshold */
5597         size = 0;
5598         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5599                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
5600                         size++;
5601         }
5602
5603         new = thresholds->spare;
5604
5605         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
5606         if (!size) {
5607                 kfree(new);
5608                 new = NULL;
5609                 goto swap_buffers;
5610         }
5611
5612         new->size = size;
5613
5614         /* Copy thresholds and find current threshold */
5615         new->current_threshold = -1;
5616         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5617                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
5618                         continue;
5619
5620                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
5621                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
5622                         /*
5623                          * new->current_threshold will not be used
5624                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5625                          * it here.
5626                          */
5627                         ++new->current_threshold;
5628                 }
5629                 j++;
5630         }
5631
5632 swap_buffers:
5633         /* Swap primary and spare array */
5634         thresholds->spare = thresholds->primary;
5635         /* If all events are unregistered, free the spare array */
5636         if (!new) {
5637                 kfree(thresholds->spare);
5638                 thresholds->spare = NULL;
5639         }
5640
5641         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5642
5643         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5644         synchronize_rcu();
5645 unlock:
5646         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5647 }
5648
5649 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5650         struct eventfd_ctx *eventfd)
5651 {
5652         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
5653 }
5654
5655 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5656         struct eventfd_ctx *eventfd)
5657 {
5658         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
5659 }
5660
5661 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5662         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5663 {
5664         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
5665
5666         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5667         if (!event)
5668                 return -ENOMEM;
5669
5670         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5671
5672         event->eventfd = eventfd;
5673         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
5674
5675         /* already in OOM ? */
5676         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5677                 eventfd_signal(eventfd, 1);
5678         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5679
5680         return 0;
5681 }
5682
5683 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5684         struct eventfd_ctx *eventfd)
5685 {
5686         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
5687
5688         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5689
5690         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
5691                 if (ev->eventfd == eventfd) {
5692                         list_del(&ev->list);
5693                         kfree(ev);
5694                 }
5695         }
5696
5697         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5698 }
5699
5700 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
5701 {
5702         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(sf));
5703
5704         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
5705         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)atomic_read(&memcg->under_oom));
5706         return 0;
5707 }
5708
5709 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5710         struct cftype *cft, u64 val)
5711 {
5712         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5713
5714         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
5715         if (!css_parent(css) || !((val == 0) || (val == 1)))
5716                 return -EINVAL;
5717
5718         memcg->oom_kill_disable = val;
5719         if (!val)
5720                 memcg_oom_recover(memcg);
5721
5722         return 0;
5723 }
5724
5725 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5726 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5727 {
5728         int ret;
5729
5730         memcg->kmemcg_id = -1;
5731         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
5732         if (ret)
5733                 return ret;
5734
5735         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
5736 }
5737
5738 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5739 {
5740         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
5741 }
5742
5743 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5744 {
5745         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5746                 return;
5747
5748         /*
5749          * kmem charges can outlive the cgroup. In the case of slab
5750          * pages, for instance, a page contain objects from various
5751          * processes. As we prevent from taking a reference for every
5752          * such allocation we have to be careful when doing uncharge
5753          * (see memcg_uncharge_kmem) and here during offlining.
5754          *
5755          * The idea is that that only the _last_ uncharge which sees
5756          * the dead memcg will drop the last reference. An additional
5757          * reference is taken here before the group is marked dead
5758          * which is then paired with css_put during uncharge resp. here.
5759          *
5760          * Although this might sound strange as this path is called from
5761          * css_offline() when the referencemight have dropped down to 0
5762          * and shouldn't be incremented anymore (css_tryget would fail)
5763          * we do not have other options because of the kmem allocations
5764          * lifetime.
5765          */
5766         css_get(&memcg->css);
5767
5768         memcg_kmem_mark_dead(memcg);
5769
5770         if (res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0)
5771                 return;
5772
5773         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
5774                 css_put(&memcg->css);
5775 }
5776 #else
5777 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5778 {
5779         return 0;
5780 }
5781
5782 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5783 {
5784 }
5785
5786 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5787 {
5788 }
5789 #endif
5790
5791 /*
5792  * DO NOT USE IN NEW FILES.
5793  *
5794  * "cgroup.event_control" implementation.
5795  *
5796  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
5797  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
5798  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
5799  *
5800  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
5801  * possible.
5802  */
5803
5804 /*
5805  * Unregister event and free resources.
5806  *
5807  * Gets called from workqueue.
5808  */
5809 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
5810 {
5811         struct mem_cgroup_event *event =
5812                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
5813         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
5814
5815         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
5816
5817         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
5818
5819         /* Notify userspace the event is going away. */
5820         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
5821
5822         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
5823         kfree(event);
5824         css_put(&memcg->css);
5825 }
5826
5827 /*
5828  * Gets called on POLLHUP on eventfd when user closes it.
5829  *
5830  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
5831  */
5832 static int memcg_event_wake(wait_queue_t *wait, unsigned mode,
5833                             int sync, void *key)
5834 {
5835         struct mem_cgroup_event *event =
5836                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
5837         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
5838         unsigned long flags = (unsigned long)key;
5839
5840         if (flags & POLLHUP) {
5841                 /*
5842                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
5843                  * can simply return knowing the other side will cleanup
5844                  * for us.
5845                  *
5846                  * We can't race against event freeing since the other
5847                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
5848                  * which we hold.
5849                  */
5850                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5851                 if (!list_empty(&event->list)) {
5852                         list_del_init(&event->list);
5853                         /*
5854                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
5855                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
5856                          */
5857                         schedule_work(&event->remove);
5858                 }
5859                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5860         }
5861
5862         return 0;
5863 }
5864
5865 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
5866                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
5867 {
5868         struct mem_cgroup_event *event =
5869                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
5870
5871         event->wqh = wqh;
5872         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
5873 }
5874
5875 /*
5876  * DO NOT USE IN NEW FILES.
5877  *
5878  * Parse input and register new cgroup event handler.
5879  *
5880  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
5881  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
5882  */
5883 static int memcg_write_event_control(struct cgroup_subsys_state *css,
5884                                      struct cftype *cft, char *buffer)
5885 {
5886         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5887         struct mem_cgroup_event *event;
5888         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
5889         unsigned int efd, cfd;
5890         struct fd efile;
5891         struct fd cfile;
5892         const char *name;
5893         char *endp;
5894         int ret;
5895
5896         efd = simple_strtoul(buffer, &endp, 10);
5897         if (*endp != ' ')
5898                 return -EINVAL;
5899         buffer = endp + 1;
5900
5901         cfd = simple_strtoul(buffer, &endp, 10);
5902         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
5903                 return -EINVAL;
5904         buffer = endp + 1;
5905
5906         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5907         if (!event)
5908                 return -ENOMEM;
5909
5910         event->memcg = memcg;
5911         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
5912         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
5913         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
5914         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
5915
5916         efile = fdget(efd);
5917         if (!efile.file) {
5918                 ret = -EBADF;
5919                 goto out_kfree;
5920         }
5921
5922         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
5923         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
5924                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
5925                 goto out_put_efile;
5926         }
5927
5928         cfile = fdget(cfd);
5929         if (!cfile.file) {
5930                 ret = -EBADF;
5931                 goto out_put_eventfd;
5932         }
5933
5934         /* the process need read permission on control file */
5935         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
5936         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
5937         if (ret < 0)
5938                 goto out_put_cfile;
5939
5940         /*
5941          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
5942          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
5943          * about these events.  The following is crude but the whole thing
5944          * is for compatibility anyway.
5945          *
5946          * DO NOT ADD NEW FILES.
5947          */
5948         name = cfile.file->f_dentry->d_name.name;
5949
5950         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
5951                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
5952                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
5953         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
5954                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
5955                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
5956         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
5957                 event->register_event = vmpressure_register_event;
5958                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
5959         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
5960                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
5961                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
5962         } else {
5963                 ret = -EINVAL;
5964                 goto out_put_cfile;
5965         }
5966
5967         /*
5968          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
5969          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
5970          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
5971          */
5972         cfile_css = css_tryget_from_dir(cfile.file->f_dentry->d_parent,
5973                                         &memory_cgrp_subsys);
5974         ret = -EINVAL;
5975         if (IS_ERR(cfile_css))
5976                 goto out_put_cfile;
5977         if (cfile_css != css) {
5978                 css_put(cfile_css);
5979                 goto out_put_cfile;
5980         }
5981
5982         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buffer);
5983         if (ret)
5984                 goto out_put_css;
5985
5986         efile.file->f_op->poll(efile.file, &event->pt);
5987
5988         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5989         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
5990         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5991
5992         fdput(cfile);
5993         fdput(efile);
5994
5995         return 0;
5996
5997 out_put_css:
5998         css_put(css);
5999 out_put_cfile:
6000         fdput(cfile);
6001 out_put_eventfd:
6002         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
6003 out_put_efile:
6004         fdput(efile);
6005 out_kfree:
6006         kfree(event);
6007
6008         return ret;
6009 }
6010
6011 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
6012         {
6013                 .name = "usage_in_bytes",
6014                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
6015                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6016         },
6017         {
6018                 .name = "max_usage_in_bytes",
6019                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
6020                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6021                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6022         },
6023         {
6024                 .name = "limit_in_bytes",
6025                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
6026                 .write_string = mem_cgroup_write,
6027                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6028         },
6029         {
6030                 .name = "soft_limit_in_bytes",
6031                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
6032                 .write_string = mem_cgroup_write,
6033                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6034         },
6035         {
6036                 .name = "failcnt",
6037                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
6038                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6039                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6040         },
6041         {
6042                 .name = "stat",
6043                 .seq_show = memcg_stat_show,
6044         },
6045         {
6046                 .name = "force_empty",
6047                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
6048         },
6049         {
6050                 .name = "use_hierarchy",
6051                 .flags = CFTYPE_INSANE,
6052                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
6053                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
6054         },
6055         {
6056                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
6057                 .write_string = memcg_write_event_control,
6058                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX,
6059                 .mode = S_IWUGO,
6060         },
6061         {
6062                 .name = "swappiness",
6063                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
6064                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
6065         },
6066         {
6067                 .name = "move_charge_at_immigrate",
6068                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
6069                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
6070         },
6071         {
6072                 .name = "oom_control",
6073                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
6074                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
6075                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
6076         },
6077         {
6078                 .name = "pressure_level",
6079         },
6080 #ifdef CONFIG_NUMA
6081         {
6082                 .name = "numa_stat",
6083                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
6084         },
6085 #endif
6086 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
6087         {
6088                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
6089                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
6090                 .write_string = mem_cgroup_write,
6091                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6092         },
6093         {
6094                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
6095                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
6096                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6097         },
6098         {
6099                 .name = "kmem.failcnt",
6100                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
6101                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6102                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6103         },
6104         {
6105                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
6106                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
6107                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6108                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6109         },
6110 #ifdef CONFIG_SLABINFO
6111         {
6112                 .name = "kmem.slabinfo",
6113                 .seq_show = mem_cgroup_slabinfo_read,
6114         },
6115 #endif
6116 #endif
6117         { },    /* terminate */
6118 };
6119
6120 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6121 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
6122         {
6123                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
6124                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
6125                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6126         },
6127         {
6128                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
6129                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
6130                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6131                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6132         },
6133         {
6134                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
6135                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
6136                 .write_string = mem_cgroup_write,
6137                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6138         },
6139         {
6140                 .name = "memsw.failcnt",
6141                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
6142                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6143                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6144         },
6145         { },    /* terminate */
6146 };
6147 #endif
6148 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6149 {
6150         struct mem_cgroup_per_node *pn;
6151         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
6152         int zone, tmp = node;
6153         /*
6154          * This routine is called against possible nodes.
6155          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
6156          *
6157          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
6158          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
6159          *       function.
6160          */
6161         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6162                 tmp = -1;
6163         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
6164         if (!pn)
6165                 return 1;
6166
6167         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6168                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
6169                 lruvec_init(&mz->lruvec);
6170                 mz->usage_in_excess = 0;
6171                 mz->on_tree = false;
6172                 mz->memcg = memcg;
6173         }
6174         memcg->nodeinfo[node] = pn;
6175         return 0;
6176 }
6177
6178 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6179 {
6180         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
6181 }
6182
6183 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
6184 {
6185         struct mem_cgroup *memcg;
6186         size_t size;
6187
6188         size = sizeof(struct mem_cgroup);
6189         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
6190
6191         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
6192         if (!memcg)
6193                 return NULL;
6194
6195         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
6196         if (!memcg->stat)
6197                 goto out_free;
6198         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
6199         return memcg;
6200
6201 out_free:
6202         kfree(memcg);
6203         return NULL;
6204 }
6205
6206 /*
6207  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
6208  * (scanning all at force_empty is too costly...)
6209  *
6210  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
6211  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
6212  * it goes down to 0.
6213  *
6214  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
6215  */
6216
6217 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
6218 {
6219         int node;
6220
6221         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
6222
6223         for_each_node(node)
6224                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
6225
6226         free_percpu(memcg->stat);
6227
6228         /*
6229          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
6230          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
6231          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
6232          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
6233          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
6234          *
6235          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
6236          * to move this code around, and make sure it is outside
6237          * the cgroup_lock.
6238          */
6239         disarm_static_keys(memcg);
6240         kfree(memcg);
6241 }
6242
6243 /*
6244  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
6245  */
6246 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
6247 {
6248         if (!memcg->res.parent)
6249                 return NULL;
6250         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
6251 }
6252 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
6253
6254 static void __init mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
6255 {
6256         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
6257         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
6258         int tmp, node, zone;
6259
6260         for_each_node(node) {
6261                 tmp = node;
6262                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6263                         tmp = -1;
6264                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
6265                 BUG_ON(!rtpn);
6266
6267                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
6268
6269                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6270                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
6271                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
6272                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
6273                 }
6274         }
6275 }
6276
6277 static struct cgroup_subsys_state * __ref
6278 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
6279 {
6280         struct mem_cgroup *memcg;
6281         long error = -ENOMEM;
6282         int node;
6283
6284         memcg = mem_cgroup_alloc();
6285         if (!memcg)
6286                 return ERR_PTR(error);
6287
6288         for_each_node(node)
6289                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
6290                         goto free_out;
6291
6292         /* root ? */
6293         if (parent_css == NULL) {
6294                 root_mem_cgroup = memcg;
6295                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6296                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6297                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6298         }
6299
6300         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
6301         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
6302         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
6303         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
6304         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
6305         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
6306         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
6307         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
6308
6309         return &memcg->css;
6310
6311 free_out:
6312         __mem_cgroup_free(memcg);
6313         return ERR_PTR(error);
6314 }
6315
6316 static int
6317 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
6318 {
6319         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6320         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(css));
6321
6322         if (css->cgroup->id > MEM_CGROUP_ID_MAX)
6323                 return -ENOSPC;
6324
6325         if (!parent)
6326                 return 0;
6327
6328         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
6329
6330         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
6331         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
6332         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
6333
6334         if (parent->use_hierarchy) {
6335                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
6336                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
6337                 res_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
6338
6339                 /*
6340                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
6341                  * core guarantees its existence.
6342                  */
6343         } else {
6344                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6345                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6346                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6347                 /*
6348                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
6349                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
6350                  * unfortunate state in our controller.
6351                  */
6352                 if (parent != root_mem_cgroup)
6353                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
6354         }
6355         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
6356
6357         return memcg_init_kmem(memcg, &memory_cgrp_subsys);
6358 }
6359
6360 /*
6361  * Announce all parents that a group from their hierarchy is gone.
6362  */
6363 static void mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *memcg)
6364 {
6365         struct mem_cgroup *parent = memcg;
6366
6367         while ((parent = parent_mem_cgroup(parent)))
6368                 mem_cgroup_iter_invalidate(parent);
6369
6370         /*
6371          * if the root memcg is not hierarchical we have to check it
6372          * explicitely.
6373          */
6374         if (!root_mem_cgroup->use_hierarchy)
6375                 mem_cgroup_iter_invalidate(root_mem_cgroup);
6376 }
6377
6378 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
6379 {
6380         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6381         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
6382         struct cgroup_subsys_state *iter;
6383
6384         /*
6385          * Unregister events and notify userspace.
6386          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
6387          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
6388          */
6389         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
6390         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
6391                 list_del_init(&event->list);
6392                 schedule_work(&event->remove);
6393         }
6394         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
6395
6396         kmem_cgroup_css_offline(memcg);
6397
6398         mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(memcg);
6399
6400         /*
6401          * This requires that offlining is serialized.  Right now that is
6402          * guaranteed because css_killed_work_fn() holds the cgroup_mutex.
6403          */
6404         css_for_each_descendant_post(iter, css)
6405                 mem_cgroup_reparent_charges(mem_cgroup_from_css(iter));
6406
6407         mem_cgroup_destroy_all_caches(memcg);
6408         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
6409 }
6410
6411 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
6412 {
6413         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6414         /*
6415          * XXX: css_offline() would be where we should reparent all
6416          * memory to prepare the cgroup for destruction.  However,
6417          * memcg does not do css_tryget() and res_counter charging
6418          * under the same RCU lock region, which means that charging
6419          * could race with offlining.  Offlining only happens to
6420          * cgroups with no tasks in them but charges can show up
6421          * without any tasks from the swapin path when the target
6422          * memcg is looked up from the swapout record and not from the
6423          * current task as it usually is.  A race like this can leak
6424          * charges and put pages with stale cgroup pointers into
6425          * circulation:
6426          *
6427          * #0                        #1
6428          *                           lookup_swap_cgroup_id()
6429          *                           rcu_read_lock()
6430          *                           mem_cgroup_lookup()
6431          *                           css_tryget()
6432          *                           rcu_read_unlock()
6433          * disable css_tryget()
6434          * call_rcu()
6435          *   offline_css()
6436          *     reparent_charges()
6437          *                           res_counter_charge()
6438          *                           css_put()
6439          *                             css_free()
6440          *                           pc->mem_cgroup = dead memcg
6441          *                           add page to lru
6442          *
6443          * The bulk of the charges are still moved in offline_css() to
6444          * avoid pinning a lot of pages in case a long-term reference
6445          * like a swapout record is deferring the css_free() to long
6446          * after offlining.  But this makes sure we catch any charges
6447          * made after offlining:
6448          */
6449         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
6450
6451         memcg_destroy_kmem(memcg);
6452         __mem_cgroup_free(memcg);
6453 }
6454
6455 #ifdef CONFIG_MMU
6456 /* Handlers for move charge at task migration. */
6457 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
6458 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
6459 {
6460         int ret = 0;
6461         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6462         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
6463
6464         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6465                 mc.precharge += count;
6466                 /* we don't need css_get for root */
6467                 return ret;
6468         }
6469         /* try to charge at once */
6470         if (count > 1) {
6471                 struct res_counter *dummy;
6472                 /*
6473                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
6474                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
6475                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
6476                  * css_get().
6477                  */
6478                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
6479                         goto one_by_one;
6480                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
6481                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
6482                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
6483                         goto one_by_one;
6484                 }
6485                 mc.precharge += count;
6486                 return ret;
6487         }
6488 one_by_one:
6489         /* fall back to one by one charge */
6490         while (count--) {
6491                 if (signal_pending(current)) {
6492                         ret = -EINTR;
6493                         break;
6494                 }
6495                 if (!batch_count--) {
6496                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6497                         cond_resched();
6498                 }
6499                 ret = mem_cgroup_try_charge(memcg, GFP_KERNEL, 1, false);
6500                 if (ret)
6501                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
6502                         return ret;
6503                 mc.precharge++;
6504         }
6505         return ret;
6506 }
6507
6508 /**
6509  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
6510  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
6511  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
6512  * @ptent: the pte to be checked
6513  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
6514  *
6515  * Returns
6516  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
6517  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
6518  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
6519  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
6520  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
6521  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
6522  *     in target->ent.
6523  *
6524  * Called with pte lock held.
6525  */
6526 union mc_target {
6527         struct page     *page;
6528         swp_entry_t     ent;
6529 };
6530
6531 enum mc_target_type {
6532         MC_TARGET_NONE = 0,
6533         MC_TARGET_PAGE,
6534         MC_TARGET_SWAP,
6535 };
6536
6537 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
6538                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
6539 {
6540         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
6541
6542         if (!page || !page_mapped(page))
6543                 return NULL;
6544         if (PageAnon(page)) {
6545                 /* we don't move shared anon */
6546                 if (!move_anon())
6547                         return NULL;
6548         } else if (!move_file())
6549                 /* we ignore mapcount for file pages */
6550                 return NULL;
6551         if (!get_page_unless_zero(page))
6552                 return NULL;
6553
6554         return page;
6555 }
6556
6557 #ifdef CONFIG_SWAP
6558 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6559                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6560 {
6561         struct page *page = NULL;
6562         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
6563
6564         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
6565                 return NULL;
6566         /*
6567          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
6568          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
6569          */
6570         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
6571         if (do_swap_account)
6572                 entry->val = ent.val;
6573
6574         return page;
6575 }
6576 #else
6577 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6578                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6579 {
6580         return NULL;
6581 }
6582 #endif
6583
6584 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
6585                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6586 {
6587         struct page *page = NULL;
6588         struct address_space *mapping;
6589         pgoff_t pgoff;
6590
6591         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
6592                 return NULL;
6593         if (!move_file())
6594                 return NULL;
6595
6596         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
6597         if (pte_none(ptent))
6598                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
6599         else /* pte_file(ptent) is true */
6600                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
6601
6602         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
6603 #ifdef CONFIG_SWAP
6604         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
6605         if (shmem_mapping(mapping)) {
6606                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
6607                 if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
6608                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
6609                         if (do_swap_account)
6610                                 *entry = swp;
6611                         page = find_get_page(swap_address_space(swp), swp.val);
6612                 }
6613         } else
6614                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
6615 #else
6616         page = find_get_page(mapping, pgoff);
6617 #endif
6618         return page;
6619 }
6620
6621 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
6622                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
6623 {
6624         struct page *page = NULL;
6625         struct page_cgroup *pc;
6626         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6627         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
6628
6629         if (pte_present(ptent))
6630                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
6631         else if (is_swap_pte(ptent))
6632                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6633         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
6634                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6635
6636         if (!page && !ent.val)
6637                 return ret;
6638         if (page) {
6639                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6640                 /*
6641                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
6642                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
6643                  * the lock.
6644                  */
6645                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6646                         ret = MC_TARGET_PAGE;
6647                         if (target)
6648                                 target->page = page;
6649                 }
6650                 if (!ret || !target)
6651                         put_page(page);
6652         }
6653         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
6654         if (ent.val && !ret &&
6655             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
6656                 ret = MC_TARGET_SWAP;
6657                 if (target)
6658                         target->ent = ent;
6659         }
6660         return ret;
6661 }
6662
6663 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
6664 /*
6665  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
6666  * support them for now.
6667  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
6668  */
6669 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6670                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6671 {
6672         struct page *page = NULL;
6673         struct page_cgroup *pc;
6674         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6675
6676         page = pmd_page(pmd);
6677         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
6678         if (!move_anon())
6679                 return ret;
6680         pc = lookup_page_cgroup(page);
6681         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6682                 ret = MC_TARGET_PAGE;
6683                 if (target) {
6684                         get_page(page);
6685                         target->page = page;
6686                 }
6687         }
6688         return ret;
6689 }
6690 #else
6691 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6692                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6693 {
6694         return MC_TARGET_NONE;
6695 }
6696 #endif
6697
6698 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
6699                                         unsigned long addr, unsigned long end,
6700                                         struct mm_walk *walk)
6701 {
6702         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6703         pte_t *pte;
6704         spinlock_t *ptl;
6705
6706         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
6707                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
6708                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
6709                 spin_unlock(ptl);
6710                 return 0;
6711         }
6712
6713         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6714                 return 0;
6715         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6716         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
6717                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
6718                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
6719         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6720         cond_resched();
6721
6722         return 0;
6723 }
6724
6725 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
6726 {
6727         unsigned long precharge;
6728         struct vm_area_struct *vma;
6729
6730         down_read(&mm->mmap_sem);
6731         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6732                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
6733                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
6734                         .mm = mm,
6735                         .private = vma,
6736                 };
6737                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6738                         continue;
6739                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6740                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
6741         }
6742         up_read(&mm->mmap_sem);
6743
6744         precharge = mc.precharge;
6745         mc.precharge = 0;
6746
6747         return precharge;
6748 }
6749
6750 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
6751 {
6752         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
6753
6754         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
6755         mc.moving_task = current;
6756         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
6757 }
6758
6759 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
6760 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
6761 {
6762         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6763         struct mem_cgroup *to = mc.to;
6764         int i;
6765
6766         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
6767         if (mc.precharge) {
6768                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
6769                 mc.precharge = 0;
6770         }
6771         /*
6772          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
6773          * we must uncharge here.
6774          */
6775         if (mc.moved_charge) {
6776                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
6777                 mc.moved_charge = 0;
6778         }
6779         /* we must fixup refcnts and charges */
6780         if (mc.moved_swap) {
6781                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
6782                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
6783                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
6784                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6785
6786                 for (i = 0; i < mc.moved_swap; i++)
6787                         css_put(&mc.from->css);
6788
6789                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
6790                         /*
6791                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
6792                          * uncharge to->res.
6793                          */
6794                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
6795                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6796                 }
6797                 /* we've already done css_get(mc.to) */
6798                 mc.moved_swap = 0;
6799         }
6800         memcg_oom_recover(from);
6801         memcg_oom_recover(to);
6802         wake_up_all(&mc.waitq);
6803 }
6804
6805 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
6806 {
6807         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6808
6809         /*
6810          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
6811          * task migration.
6812          */
6813         mc.moving_task = NULL;
6814         __mem_cgroup_clear_mc();
6815         spin_lock(&mc.lock);
6816         mc.from = NULL;
6817         mc.to = NULL;
6818         spin_unlock(&mc.lock);
6819         mem_cgroup_end_move(from);
6820 }
6821
6822 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6823                                  struct cgroup_taskset *tset)
6824 {
6825         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6826         int ret = 0;
6827         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6828         unsigned long move_charge_at_immigrate;
6829
6830         /*
6831          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
6832          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
6833          * So we need to save it, and keep it going.
6834          */
6835         move_charge_at_immigrate  = memcg->move_charge_at_immigrate;
6836         if (move_charge_at_immigrate) {
6837                 struct mm_struct *mm;
6838                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
6839
6840                 VM_BUG_ON(from == memcg);
6841
6842                 mm = get_task_mm(p);
6843                 if (!mm)
6844                         return 0;
6845                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
6846                 if (mm->owner == p) {
6847                         VM_BUG_ON(mc.from);
6848                         VM_BUG_ON(mc.to);
6849                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
6850                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
6851                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
6852                         mem_cgroup_start_move(from);
6853                         spin_lock(&mc.lock);
6854                         mc.from = from;
6855                         mc.to = memcg;
6856                         mc.immigrate_flags = move_charge_at_immigrate;
6857                         spin_unlock(&mc.lock);
6858                         /* We set mc.moving_task later */
6859
6860                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6861                         if (ret)
6862                                 mem_cgroup_clear_mc();
6863                 }
6864                 mmput(mm);
6865         }
6866         return ret;
6867 }
6868
6869 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6870                                      struct cgroup_taskset *tset)
6871 {
6872         mem_cgroup_clear_mc();
6873 }
6874
6875 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6876                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6877                                 struct mm_walk *walk)
6878 {
6879         int ret = 0;
6880         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6881         pte_t *pte;
6882         spinlock_t *ptl;
6883         enum mc_target_type target_type;
6884         union mc_target target;
6885         struct page *page;
6886         struct page_cgroup *pc;
6887
6888         /*
6889          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
6890          * happens because:
6891          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
6892          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
6893          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
6894          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
6895          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
6896          *    part of thp split is not executed yet.
6897          */
6898         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
6899                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6900                         spin_unlock(ptl);
6901                         return 0;
6902                 }
6903                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6904                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6905                         page = target.page;
6906                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6907                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6908                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
6909                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
6910                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6911                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6912                                 }
6913                                 putback_lru_page(page);
6914                         }
6915                         put_page(page);
6916                 }
6917                 spin_unlock(ptl);
6918                 return 0;
6919         }
6920
6921         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6922                 return 0;
6923 retry:
6924         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6925         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6926                 pte_t ptent = *(pte++);
6927                 swp_entry_t ent;
6928
6929                 if (!mc.precharge)
6930                         break;
6931
6932                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6933                 case MC_TARGET_PAGE:
6934                         page = target.page;
6935                         if (isolate_lru_page(page))
6936                                 goto put;
6937                         pc = lookup_page_cgroup(page);
6938                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
6939                                                      mc.from, mc.to)) {
6940                                 mc.precharge--;
6941                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6942                                 mc.moved_charge++;
6943                         }
6944                         putback_lru_page(page);
6945 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6946                         put_page(page);
6947                         break;
6948                 case MC_TARGET_SWAP:
6949                         ent = target.ent;
6950                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6951                                 mc.precharge--;
6952                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
6953                                 mc.moved_swap++;
6954                         }
6955                         break;
6956                 default:
6957                         break;
6958                 }
6959         }
6960         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6961         cond_resched();
6962
6963         if (addr != end) {
6964                 /*
6965                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6966                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6967                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6968                  * phase.
6969                  */
6970                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6971                 if (!ret)
6972                         goto retry;
6973         }
6974
6975         return ret;
6976 }
6977
6978 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
6979 {
6980         struct vm_area_struct *vma;
6981
6982         lru_add_drain_all();
6983 retry:
6984         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
6985                 /*
6986                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
6987                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6988                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6989                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6990                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6991                  */
6992                 __mem_cgroup_clear_mc();
6993                 cond_resched();
6994                 goto retry;
6995         }
6996         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6997                 int ret;
6998                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
6999                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
7000                         .mm = mm,
7001                         .private = vma,
7002                 };
7003                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
7004                         continue;
7005                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
7006                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
7007                 if (ret)
7008                         /*
7009                          * means we have consumed all precharges and failed in
7010                          * doing additional charge. Just abandon here.
7011                          */
7012                         break;
7013         }
7014         up_read(&mm->mmap_sem);
7015 }
7016
7017 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
7018                                  struct cgroup_taskset *tset)
7019 {
7020         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
7021         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
7022
7023         if (mm) {
7024                 if (mc.to)
7025                         mem_cgroup_move_charge(mm);
7026                 mmput(mm);
7027         }
7028         if (mc.to)
7029                 mem_cgroup_clear_mc();
7030 }
7031 #else   /* !CONFIG_MMU */
7032 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
7033                                  struct cgroup_taskset *tset)
7034 {
7035         return 0;
7036 }
7037 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
7038                                      struct cgroup_taskset *tset)
7039 {
7040 }
7041 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
7042                                  struct cgroup_taskset *tset)
7043 {
7044 }
7045 #endif
7046
7047 /*
7048  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
7049  * to verify sane_behavior flag on each mount attempt.
7050  */
7051 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
7052 {
7053         /*
7054          * use_hierarchy is forced with sane_behavior.  cgroup core
7055          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
7056          * on for the root memcg is enough.
7057          */
7058         if (cgroup_sane_behavior(root_css->cgroup))
7059                 mem_cgroup_from_css(root_css)->use_hierarchy = true;
7060 }
7061
7062 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
7063         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
7064         .css_online = mem_cgroup_css_online,
7065         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
7066         .css_free = mem_cgroup_css_free,
7067         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
7068         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
7069         .attach = mem_cgroup_move_task,
7070         .bind = mem_cgroup_bind,
7071         .base_cftypes = mem_cgroup_files,
7072         .early_init = 0,
7073 };
7074
7075 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
7076 static int __init enable_swap_account(char *s)
7077 {
7078         if (!strcmp(s, "1"))
7079                 really_do_swap_account = 1;
7080         else if (!strcmp(s, "0"))
7081                 really_do_swap_account = 0;
7082         return 1;
7083 }
7084 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
7085
7086 static void __init memsw_file_init(void)
7087 {
7088         WARN_ON(cgroup_add_cftypes(&memory_cgrp_subsys, memsw_cgroup_files));
7089 }
7090
7091 static void __init enable_swap_cgroup(void)
7092 {
7093         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
7094                 do_swap_account = 1;
7095                 memsw_file_init();
7096         }
7097 }
7098
7099 #else
7100 static void __init enable_swap_cgroup(void)
7101 {
7102 }
7103 #endif
7104
7105 /*
7106  * subsys_initcall() for memory controller.
7107  *
7108  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
7109  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
7110  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
7111  * be initialized from here.
7112  */
7113 static int __init mem_cgroup_init(void)
7114 {
7115         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
7116         enable_swap_cgroup();
7117         mem_cgroup_soft_limit_tree_init();
7118         memcg_stock_init();
7119         return 0;
7120 }
7121 subsys_initcall(mem_cgroup_init);