memcg: fix endless loop caused by mem_cgroup_iter
[linux-3.10.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * Kernel Memory Controller
14  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
15  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
16  *
17  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
18  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
19  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
20  * (at your option) any later version.
21  *
22  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
23  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
24  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
25  * GNU General Public License for more details.
26  */
27
28 #include <linux/res_counter.h>
29 #include <linux/memcontrol.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31 #include <linux/mm.h>
32 #include <linux/hugetlb.h>
33 #include <linux/pagemap.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/page-flags.h>
36 #include <linux/backing-dev.h>
37 #include <linux/bit_spinlock.h>
38 #include <linux/rcupdate.h>
39 #include <linux/limits.h>
40 #include <linux/export.h>
41 #include <linux/mutex.h>
42 #include <linux/rbtree.h>
43 #include <linux/slab.h>
44 #include <linux/swap.h>
45 #include <linux/swapops.h>
46 #include <linux/spinlock.h>
47 #include <linux/eventfd.h>
48 #include <linux/sort.h>
49 #include <linux/fs.h>
50 #include <linux/seq_file.h>
51 #include <linux/vmalloc.h>
52 #include <linux/vmpressure.h>
53 #include <linux/mm_inline.h>
54 #include <linux/page_cgroup.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/oom.h>
57 #include "internal.h"
58 #include <net/sock.h>
59 #include <net/ip.h>
60 #include <net/tcp_memcontrol.h>
61
62 #include <asm/uaccess.h>
63
64 #include <trace/events/vmscan.h>
65
66 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys __read_mostly;
67 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_subsys);
68
69 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
70 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
71
72 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
73 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
74 int do_swap_account __read_mostly;
75
76 /* for remember boot option*/
77 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
78 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
79 #else
80 static int really_do_swap_account __initdata = 0;
81 #endif
82
83 #else
84 #define do_swap_account         0
85 #endif
86
87
88 /*
89  * Statistics for memory cgroup.
90  */
91 enum mem_cgroup_stat_index {
92         /*
93          * For MEM_CONTAINER_TYPE_ALL, usage = pagecache + rss.
94          */
95         MEM_CGROUP_STAT_CACHE,          /* # of pages charged as cache */
96         MEM_CGROUP_STAT_RSS,            /* # of pages charged as anon rss */
97         MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE,       /* # of pages charged as anon huge */
98         MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED,    /* # of pages charged as file rss */
99         MEM_CGROUP_STAT_SWAP,           /* # of pages, swapped out */
100         MEM_CGROUP_STAT_NSTATS,
101 };
102
103 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
104         "cache",
105         "rss",
106         "rss_huge",
107         "mapped_file",
108         "swap",
109 };
110
111 enum mem_cgroup_events_index {
112         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
113         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
114         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
115         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
116         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
117 };
118
119 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
120         "pgpgin",
121         "pgpgout",
122         "pgfault",
123         "pgmajfault",
124 };
125
126 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
127         "inactive_anon",
128         "active_anon",
129         "inactive_file",
130         "active_file",
131         "unevictable",
132 };
133
134 /*
135  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
136  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
137  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
138  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
139  */
140 enum mem_cgroup_events_target {
141         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
142         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
143         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
144         MEM_CGROUP_NTARGETS,
145 };
146 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
147 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
148 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
149
150 struct mem_cgroup_stat_cpu {
151         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
152         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
153         unsigned long nr_page_events;
154         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
155 };
156
157 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
158         /*
159          * last scanned hierarchy member. Valid only if last_dead_count
160          * matches memcg->dead_count of the hierarchy root group.
161          */
162         struct mem_cgroup *last_visited;
163         unsigned long last_dead_count;
164
165         /* scan generation, increased every round-trip */
166         unsigned int generation;
167 };
168
169 /*
170  * per-zone information in memory controller.
171  */
172 struct mem_cgroup_per_zone {
173         struct lruvec           lruvec;
174         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
175
176         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
177
178         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
179         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
180                                                 /* the soft limit is exceeded*/
181         bool                    on_tree;
182         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
183                                                 /* use container_of        */
184 };
185
186 struct mem_cgroup_per_node {
187         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
188 };
189
190 struct mem_cgroup_lru_info {
191         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[0];
192 };
193
194 /*
195  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
196  * their hierarchy representation
197  */
198
199 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
200         struct rb_root rb_root;
201         spinlock_t lock;
202 };
203
204 struct mem_cgroup_tree_per_node {
205         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
206 };
207
208 struct mem_cgroup_tree {
209         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
210 };
211
212 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
213
214 struct mem_cgroup_threshold {
215         struct eventfd_ctx *eventfd;
216         u64 threshold;
217 };
218
219 /* For threshold */
220 struct mem_cgroup_threshold_ary {
221         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
222         int current_threshold;
223         /* Size of entries[] */
224         unsigned int size;
225         /* Array of thresholds */
226         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
227 };
228
229 struct mem_cgroup_thresholds {
230         /* Primary thresholds array */
231         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
232         /*
233          * Spare threshold array.
234          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
235          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
236          */
237         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
238 };
239
240 /* for OOM */
241 struct mem_cgroup_eventfd_list {
242         struct list_head list;
243         struct eventfd_ctx *eventfd;
244 };
245
246 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
247 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
248
249 /*
250  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
251  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
252  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
253  * to help the administrator determine what knobs to tune.
254  *
255  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
256  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
257  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
258  * a feature that will be implemented much later in the future.
259  */
260 struct mem_cgroup {
261         struct cgroup_subsys_state css;
262         /*
263          * the counter to account for memory usage
264          */
265         struct res_counter res;
266
267         /* vmpressure notifications */
268         struct vmpressure vmpressure;
269
270         union {
271                 /*
272                  * the counter to account for mem+swap usage.
273                  */
274                 struct res_counter memsw;
275
276                 /*
277                  * rcu_freeing is used only when freeing struct mem_cgroup,
278                  * so put it into a union to avoid wasting more memory.
279                  * It must be disjoint from the css field.  It could be
280                  * in a union with the res field, but res plays a much
281                  * larger part in mem_cgroup life than memsw, and might
282                  * be of interest, even at time of free, when debugging.
283                  * So share rcu_head with the less interesting memsw.
284                  */
285                 struct rcu_head rcu_freeing;
286                 /*
287                  * We also need some space for a worker in deferred freeing.
288                  * By the time we call it, rcu_freeing is no longer in use.
289                  */
290                 struct work_struct work_freeing;
291         };
292
293         /*
294          * the counter to account for kernel memory usage.
295          */
296         struct res_counter kmem;
297         /*
298          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
299          */
300         bool use_hierarchy;
301         unsigned long kmem_account_flags; /* See KMEM_ACCOUNTED_*, below */
302
303         bool            oom_lock;
304         atomic_t        under_oom;
305
306         atomic_t        refcnt;
307
308         int     swappiness;
309         /* OOM-Killer disable */
310         int             oom_kill_disable;
311
312         /* set when res.limit == memsw.limit */
313         bool            memsw_is_minimum;
314
315         /* protect arrays of thresholds */
316         struct mutex thresholds_lock;
317
318         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
319         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
320
321         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
322         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
323
324         /* For oom notifier event fd */
325         struct list_head oom_notify;
326
327         /*
328          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
329          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
330          */
331         unsigned long   move_charge_at_immigrate;
332         /*
333          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
334          */
335         atomic_t        moving_account;
336         /* taken only while moving_account > 0 */
337         spinlock_t      move_lock;
338         /*
339          * percpu counter.
340          */
341         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
342         /*
343          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
344          * See mem_cgroup_read_stat().
345          */
346         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
347         spinlock_t pcp_counter_lock;
348
349         atomic_t        dead_count;
350 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
351         struct tcp_memcontrol tcp_mem;
352 #endif
353 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
354         /* analogous to slab_common's slab_caches list. per-memcg */
355         struct list_head memcg_slab_caches;
356         /* Not a spinlock, we can take a lot of time walking the list */
357         struct mutex slab_caches_mutex;
358         /* Index in the kmem_cache->memcg_params->memcg_caches array */
359         int kmemcg_id;
360 #endif
361
362         int last_scanned_node;
363 #if MAX_NUMNODES > 1
364         nodemask_t      scan_nodes;
365         atomic_t        numainfo_events;
366         atomic_t        numainfo_updating;
367 #endif
368
369         /*
370          * Per cgroup active and inactive list, similar to the
371          * per zone LRU lists.
372          *
373          * WARNING: This has to be the last element of the struct. Don't
374          * add new fields after this point.
375          */
376         struct mem_cgroup_lru_info info;
377 };
378
379 static size_t memcg_size(void)
380 {
381         return sizeof(struct mem_cgroup) +
382                 nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
383 }
384
385 /* internal only representation about the status of kmem accounting. */
386 enum {
387         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE = 0, /* accounted by this cgroup itself */
388         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, /* static key enabled. */
389         KMEM_ACCOUNTED_DEAD, /* dead memcg with pending kmem charges */
390 };
391
392 /* We account when limit is on, but only after call sites are patched */
393 #define KMEM_ACCOUNTED_MASK \
394                 ((1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE) | (1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED))
395
396 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
397 static inline void memcg_kmem_set_active(struct mem_cgroup *memcg)
398 {
399         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
400 }
401
402 static bool memcg_kmem_is_active(struct mem_cgroup *memcg)
403 {
404         return test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
405 }
406
407 static void memcg_kmem_set_activated(struct mem_cgroup *memcg)
408 {
409         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
410 }
411
412 static void memcg_kmem_clear_activated(struct mem_cgroup *memcg)
413 {
414         clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
415 }
416
417 static void memcg_kmem_mark_dead(struct mem_cgroup *memcg)
418 {
419         if (test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags))
420                 set_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD, &memcg->kmem_account_flags);
421 }
422
423 static bool memcg_kmem_test_and_clear_dead(struct mem_cgroup *memcg)
424 {
425         return test_and_clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD,
426                                   &memcg->kmem_account_flags);
427 }
428 #endif
429
430 /* Stuffs for move charges at task migration. */
431 /*
432  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" and
433  * "immigrate_flags" are treated as a left-shifted bitmap of these types.
434  */
435 enum move_type {
436         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
437         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
438         NR_MOVE_TYPE,
439 };
440
441 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
442 static struct move_charge_struct {
443         spinlock_t        lock; /* for from, to */
444         struct mem_cgroup *from;
445         struct mem_cgroup *to;
446         unsigned long immigrate_flags;
447         unsigned long precharge;
448         unsigned long moved_charge;
449         unsigned long moved_swap;
450         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
451         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
452 } mc = {
453         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
454         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
455 };
456
457 static bool move_anon(void)
458 {
459         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON, &mc.immigrate_flags);
460 }
461
462 static bool move_file(void)
463 {
464         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE, &mc.immigrate_flags);
465 }
466
467 /*
468  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
469  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
470  */
471 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
472 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
473
474 enum charge_type {
475         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
476         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
477         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
478         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
479         NR_CHARGE_TYPE,
480 };
481
482 /* for encoding cft->private value on file */
483 enum res_type {
484         _MEM,
485         _MEMSWAP,
486         _OOM_TYPE,
487         _KMEM,
488 };
489
490 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
491 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
492 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
493 /* Used for OOM nofiier */
494 #define OOM_CONTROL             (0)
495
496 /*
497  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
498  */
499 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
500 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
501 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
502 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
503
504 /*
505  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
506  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
507  * appearing has to hold it as well.
508  */
509 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
510
511 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg);
512 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg);
513
514 static inline
515 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
516 {
517         return container_of(s, struct mem_cgroup, css);
518 }
519
520 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
521 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
522 {
523         if (!memcg)
524                 memcg = root_mem_cgroup;
525         return &memcg->vmpressure;
526 }
527
528 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
529 {
530         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
531 }
532
533 struct vmpressure *css_to_vmpressure(struct cgroup_subsys_state *css)
534 {
535         return &mem_cgroup_from_css(css)->vmpressure;
536 }
537
538 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
539 {
540         return (memcg == root_mem_cgroup);
541 }
542
543 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
544 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
545
546 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
547 {
548         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
549                 struct mem_cgroup *memcg;
550                 struct cg_proto *cg_proto;
551
552                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
553
554                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
555                  * filled. It won't however, necessarily happen from
556                  * process context. So the test for root memcg given
557                  * the current task's memcg won't help us in this case.
558                  *
559                  * Respecting the original socket's memcg is a better
560                  * decision in this case.
561                  */
562                 if (sk->sk_cgrp) {
563                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
564                         mem_cgroup_get(sk->sk_cgrp->memcg);
565                         return;
566                 }
567
568                 rcu_read_lock();
569                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
570                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
571                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) && memcg_proto_active(cg_proto)) {
572                         mem_cgroup_get(memcg);
573                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
574                 }
575                 rcu_read_unlock();
576         }
577 }
578 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
579
580 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
581 {
582         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
583                 struct mem_cgroup *memcg;
584                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
585                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
586                 mem_cgroup_put(memcg);
587         }
588 }
589
590 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
591 {
592         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
593                 return NULL;
594
595         return &memcg->tcp_mem.cg_proto;
596 }
597 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
598
599 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
600 {
601         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem.cg_proto))
602                 return;
603         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
604 }
605 #else
606 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
607 {
608 }
609 #endif
610
611 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
612 /*
613  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params->memcg_caches.
614  * There are two main reasons for not using the css_id for this:
615  *  1) this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
616  *     but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
617  *     memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
618  *     200 entry array for that.
619  *
620  *  2) In order not to violate the cgroup API, we would like to do all memory
621  *     allocation in ->create(). At that point, we haven't yet allocated the
622  *     css_id. Having a separate index prevents us from messing with the cgroup
623  *     core for this
624  *
625  * The current size of the caches array is stored in
626  * memcg_limited_groups_array_size.  It will double each time we have to
627  * increase it.
628  */
629 static DEFINE_IDA(kmem_limited_groups);
630 int memcg_limited_groups_array_size;
631
632 /*
633  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
634  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
635  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
636  * tunable, but that is strictly not necessary.
637  *
638  * MAX_SIZE should be as large as the number of css_ids. Ideally, we could get
639  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
640  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
641  * css_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
642  * increase ours as well if it increases.
643  */
644 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
645 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE 65535
646
647 /*
648  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
649  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
650  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
651  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
652  */
653 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
654 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
655
656 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
657 {
658         if (memcg_kmem_is_active(memcg)) {
659                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
660                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg->kmemcg_id);
661         }
662         /*
663          * This check can't live in kmem destruction function,
664          * since the charges will outlive the cgroup
665          */
666         WARN_ON(res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0);
667 }
668 #else
669 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
670 {
671 }
672 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
673
674 static void disarm_static_keys(struct mem_cgroup *memcg)
675 {
676         disarm_sock_keys(memcg);
677         disarm_kmem_keys(memcg);
678 }
679
680 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
681
682 static struct mem_cgroup_per_zone *
683 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
684 {
685         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
686         return &memcg->info.nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
687 }
688
689 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
690 {
691         return &memcg->css;
692 }
693
694 static struct mem_cgroup_per_zone *
695 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
696 {
697         int nid = page_to_nid(page);
698         int zid = page_zonenum(page);
699
700         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
701 }
702
703 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
704 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
705 {
706         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
707 }
708
709 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
710 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
711 {
712         int nid = page_to_nid(page);
713         int zid = page_zonenum(page);
714
715         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
716 }
717
718 static void
719 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
720                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
721                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
722                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
723 {
724         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
725         struct rb_node *parent = NULL;
726         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
727
728         if (mz->on_tree)
729                 return;
730
731         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
732         if (!mz->usage_in_excess)
733                 return;
734         while (*p) {
735                 parent = *p;
736                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
737                                         tree_node);
738                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
739                         p = &(*p)->rb_left;
740                 /*
741                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
742                  * limit by the same amount
743                  */
744                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
745                         p = &(*p)->rb_right;
746         }
747         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
748         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
749         mz->on_tree = true;
750 }
751
752 static void
753 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
754                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
755                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
756 {
757         if (!mz->on_tree)
758                 return;
759         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
760         mz->on_tree = false;
761 }
762
763 static void
764 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
765                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
766                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
767 {
768         spin_lock(&mctz->lock);
769         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
770         spin_unlock(&mctz->lock);
771 }
772
773
774 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
775 {
776         unsigned long long excess;
777         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
778         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
779         int nid = page_to_nid(page);
780         int zid = page_zonenum(page);
781         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
782
783         /*
784          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
785          * because their event counter is not touched.
786          */
787         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
788                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
789                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
790                 /*
791                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
792                  * mem is over its softlimit.
793                  */
794                 if (excess || mz->on_tree) {
795                         spin_lock(&mctz->lock);
796                         /* if on-tree, remove it */
797                         if (mz->on_tree)
798                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
799                         /*
800                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
801                          * If excess is 0, no tree ops.
802                          */
803                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
804                         spin_unlock(&mctz->lock);
805                 }
806         }
807 }
808
809 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
810 {
811         int node, zone;
812         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
813         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
814
815         for_each_node(node) {
816                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
817                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
818                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
819                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
820                 }
821         }
822 }
823
824 static struct mem_cgroup_per_zone *
825 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
826 {
827         struct rb_node *rightmost = NULL;
828         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
829
830 retry:
831         mz = NULL;
832         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
833         if (!rightmost)
834                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
835
836         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
837         /*
838          * Remove the node now but someone else can add it back,
839          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
840          * position in the tree.
841          */
842         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
843         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
844                 !css_tryget(&mz->memcg->css))
845                 goto retry;
846 done:
847         return mz;
848 }
849
850 static struct mem_cgroup_per_zone *
851 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
852 {
853         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
854
855         spin_lock(&mctz->lock);
856         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
857         spin_unlock(&mctz->lock);
858         return mz;
859 }
860
861 /*
862  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
863  *
864  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
865  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
866  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
867  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
868  *
869  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
870  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
871  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
872  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
873  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
874  *
875  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
876  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
877  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
878  * implemented.
879  */
880 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
881                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
882 {
883         long val = 0;
884         int cpu;
885
886         get_online_cpus();
887         for_each_online_cpu(cpu)
888                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
889 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
890         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
891         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
892         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
893 #endif
894         put_online_cpus();
895         return val;
896 }
897
898 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
899                                          bool charge)
900 {
901         int val = (charge) ? 1 : -1;
902         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
903 }
904
905 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
906                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
907 {
908         unsigned long val = 0;
909         int cpu;
910
911         for_each_online_cpu(cpu)
912                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
913 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
914         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
915         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
916         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
917 #endif
918         return val;
919 }
920
921 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
922                                          struct page *page,
923                                          bool anon, int nr_pages)
924 {
925         preempt_disable();
926
927         /*
928          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
929          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
930          */
931         if (anon)
932                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
933                                 nr_pages);
934         else
935                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
936                                 nr_pages);
937
938         if (PageTransHuge(page))
939                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
940                                 nr_pages);
941
942         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
943         if (nr_pages > 0)
944                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
945         else {
946                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
947                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
948         }
949
950         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
951
952         preempt_enable();
953 }
954
955 unsigned long
956 mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
957 {
958         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
959
960         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
961         return mz->lru_size[lru];
962 }
963
964 static unsigned long
965 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
966                         unsigned int lru_mask)
967 {
968         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
969         enum lru_list lru;
970         unsigned long ret = 0;
971
972         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
973
974         for_each_lru(lru) {
975                 if (BIT(lru) & lru_mask)
976                         ret += mz->lru_size[lru];
977         }
978         return ret;
979 }
980
981 static unsigned long
982 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
983                         int nid, unsigned int lru_mask)
984 {
985         u64 total = 0;
986         int zid;
987
988         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
989                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
990                                                 nid, zid, lru_mask);
991
992         return total;
993 }
994
995 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
996                         unsigned int lru_mask)
997 {
998         int nid;
999         u64 total = 0;
1000
1001         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
1002                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
1003         return total;
1004 }
1005
1006 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
1007                                        enum mem_cgroup_events_target target)
1008 {
1009         unsigned long val, next;
1010
1011         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
1012         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
1013         /* from time_after() in jiffies.h */
1014         if ((long)next - (long)val < 0) {
1015                 switch (target) {
1016                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
1017                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
1018                         break;
1019                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
1020                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
1021                         break;
1022                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
1023                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
1024                         break;
1025                 default:
1026                         break;
1027                 }
1028                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
1029                 return true;
1030         }
1031         return false;
1032 }
1033
1034 /*
1035  * Check events in order.
1036  *
1037  */
1038 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
1039 {
1040         preempt_disable();
1041         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
1042         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1043                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
1044                 bool do_softlimit;
1045                 bool do_numainfo __maybe_unused;
1046
1047                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1048                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
1049 #if MAX_NUMNODES > 1
1050                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1051                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
1052 #endif
1053                 preempt_enable();
1054
1055                 mem_cgroup_threshold(memcg);
1056                 if (unlikely(do_softlimit))
1057                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
1058 #if MAX_NUMNODES > 1
1059                 if (unlikely(do_numainfo))
1060                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
1061 #endif
1062         } else
1063                 preempt_enable();
1064 }
1065
1066 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_cont(struct cgroup *cont)
1067 {
1068         return mem_cgroup_from_css(
1069                 cgroup_subsys_state(cont, mem_cgroup_subsys_id));
1070 }
1071
1072 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1073 {
1074         /*
1075          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1076          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1077          * So this can be called with p == NULL.
1078          */
1079         if (unlikely(!p))
1080                 return NULL;
1081
1082         return mem_cgroup_from_css(task_subsys_state(p, mem_cgroup_subsys_id));
1083 }
1084
1085 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1086 {
1087         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1088
1089         if (!mm)
1090                 return NULL;
1091         /*
1092          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
1093          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
1094          * pessimistic (rather than adding locks here).
1095          */
1096         rcu_read_lock();
1097         do {
1098                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1099                 if (unlikely(!memcg))
1100                         break;
1101         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1102         rcu_read_unlock();
1103         return memcg;
1104 }
1105
1106 /*
1107  * Returns a next (in a pre-order walk) alive memcg (with elevated css
1108  * ref. count) or NULL if the whole root's subtree has been visited.
1109  *
1110  * helper function to be used by mem_cgroup_iter
1111  */
1112 static struct mem_cgroup *__mem_cgroup_iter_next(struct mem_cgroup *root,
1113                 struct mem_cgroup *last_visited)
1114 {
1115         struct cgroup *prev_cgroup, *next_cgroup;
1116
1117         /*
1118          * Root is not visited by cgroup iterators so it needs an
1119          * explicit visit.
1120          */
1121         if (!last_visited)
1122                 return root;
1123
1124         prev_cgroup = (last_visited == root) ? NULL
1125                 : last_visited->css.cgroup;
1126 skip_node:
1127         next_cgroup = cgroup_next_descendant_pre(
1128                         prev_cgroup, root->css.cgroup);
1129
1130         /*
1131          * Even if we found a group we have to make sure it is
1132          * alive. css && !memcg means that the groups should be
1133          * skipped and we should continue the tree walk.
1134          * last_visited css is safe to use because it is
1135          * protected by css_get and the tree walk is rcu safe.
1136          */
1137         if (next_cgroup) {
1138                 struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_cont(
1139                                 next_cgroup);
1140                 if (css_tryget(&mem->css))
1141                         return mem;
1142                 else {
1143                         prev_cgroup = next_cgroup;
1144                         goto skip_node;
1145                 }
1146         }
1147
1148         return NULL;
1149 }
1150
1151 /**
1152  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1153  * @root: hierarchy root
1154  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1155  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1156  *
1157  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1158  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1159  *
1160  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1161  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1162  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1163  *
1164  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
1165  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1166  * reclaimers operating on the same zone and priority.
1167  */
1168 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1169                                    struct mem_cgroup *prev,
1170                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1171 {
1172         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1173         struct mem_cgroup *last_visited = NULL;
1174         unsigned long uninitialized_var(dead_count);
1175
1176         if (mem_cgroup_disabled())
1177                 return NULL;
1178
1179         if (!root)
1180                 root = root_mem_cgroup;
1181
1182         if (prev && !reclaim)
1183                 last_visited = prev;
1184
1185         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1186                 if (prev)
1187                         goto out_css_put;
1188                 return root;
1189         }
1190
1191         rcu_read_lock();
1192         while (!memcg) {
1193                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1194
1195                 if (reclaim) {
1196                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
1197                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
1198                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1199
1200                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
1201                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
1202                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation) {
1203                                 iter->last_visited = NULL;
1204                                 goto out_unlock;
1205                         }
1206
1207                         /*
1208                          * If the dead_count mismatches, a destruction
1209                          * has happened or is happening concurrently.
1210                          * If the dead_count matches, a destruction
1211                          * might still happen concurrently, but since
1212                          * we checked under RCU, that destruction
1213                          * won't free the object until we release the
1214                          * RCU reader lock.  Thus, the dead_count
1215                          * check verifies the pointer is still valid,
1216                          * css_tryget() verifies the cgroup pointed to
1217                          * is alive.
1218                          */
1219                         dead_count = atomic_read(&root->dead_count);
1220                         if (dead_count == iter->last_dead_count) {
1221                                 smp_rmb();
1222                                 last_visited = iter->last_visited;
1223                                 if (last_visited && last_visited != root &&
1224                                     !css_tryget(&last_visited->css))
1225                                         last_visited = NULL;
1226                         }
1227                 }
1228
1229                 memcg = __mem_cgroup_iter_next(root, last_visited);
1230
1231                 if (reclaim) {
1232                         if (last_visited && last_visited != root)
1233                                 css_put(&last_visited->css);
1234
1235                         iter->last_visited = memcg;
1236                         smp_wmb();
1237                         iter->last_dead_count = dead_count;
1238
1239                         if (!memcg)
1240                                 iter->generation++;
1241                         else if (!prev && memcg)
1242                                 reclaim->generation = iter->generation;
1243                 }
1244
1245                 if (prev && !memcg)
1246                         goto out_unlock;
1247         }
1248 out_unlock:
1249         rcu_read_unlock();
1250 out_css_put:
1251         if (prev && prev != root)
1252                 css_put(&prev->css);
1253
1254         return memcg;
1255 }
1256
1257 /**
1258  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1259  * @root: hierarchy root
1260  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1261  */
1262 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1263                            struct mem_cgroup *prev)
1264 {
1265         if (!root)
1266                 root = root_mem_cgroup;
1267         if (prev && prev != root)
1268                 css_put(&prev->css);
1269 }
1270
1271 /*
1272  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1273  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1274  * be used for reference counting.
1275  */
1276 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1277         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1278              iter != NULL;                              \
1279              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1280
1281 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1282         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1283              iter != NULL;                              \
1284              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1285
1286 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1287 {
1288         struct mem_cgroup *memcg;
1289
1290         rcu_read_lock();
1291         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1292         if (unlikely(!memcg))
1293                 goto out;
1294
1295         switch (idx) {
1296         case PGFAULT:
1297                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1298                 break;
1299         case PGMAJFAULT:
1300                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1301                 break;
1302         default:
1303                 BUG();
1304         }
1305 out:
1306         rcu_read_unlock();
1307 }
1308 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1309
1310 /**
1311  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1312  * @zone: zone of the wanted lruvec
1313  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1314  *
1315  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1316  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1317  * is disabled.
1318  */
1319 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1320                                       struct mem_cgroup *memcg)
1321 {
1322         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1323         struct lruvec *lruvec;
1324
1325         if (mem_cgroup_disabled()) {
1326                 lruvec = &zone->lruvec;
1327                 goto out;
1328         }
1329
1330         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1331         lruvec = &mz->lruvec;
1332 out:
1333         /*
1334          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1335          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1336          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1337          */
1338         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1339                 lruvec->zone = zone;
1340         return lruvec;
1341 }
1342
1343 /*
1344  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1345  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1346  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1347  *
1348  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1349  * 1. charge
1350  * 2. moving account
1351  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1352  * It is added to LRU before charge.
1353  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1354  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1355  */
1356
1357 /**
1358  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1359  * @page: the page
1360  * @zone: zone of the page
1361  */
1362 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1363 {
1364         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1365         struct mem_cgroup *memcg;
1366         struct page_cgroup *pc;
1367         struct lruvec *lruvec;
1368
1369         if (mem_cgroup_disabled()) {
1370                 lruvec = &zone->lruvec;
1371                 goto out;
1372         }
1373
1374         pc = lookup_page_cgroup(page);
1375         memcg = pc->mem_cgroup;
1376
1377         /*
1378          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1379          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1380          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1381          *
1382          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1383          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1384          * of pc->mem_cgroup safe.
1385          */
1386         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1387                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1388
1389         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1390         lruvec = &mz->lruvec;
1391 out:
1392         /*
1393          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1394          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1395          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1396          */
1397         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1398                 lruvec->zone = zone;
1399         return lruvec;
1400 }
1401
1402 /**
1403  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1404  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1405  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1406  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1407  *
1408  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1409  * lru list.
1410  */
1411 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1412                                 int nr_pages)
1413 {
1414         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1415         unsigned long *lru_size;
1416
1417         if (mem_cgroup_disabled())
1418                 return;
1419
1420         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1421         lru_size = mz->lru_size + lru;
1422         *lru_size += nr_pages;
1423         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1424 }
1425
1426 /*
1427  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1428  * hierarchy subtree
1429  */
1430 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1431                                   struct mem_cgroup *memcg)
1432 {
1433         if (root_memcg == memcg)
1434                 return true;
1435         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1436                 return false;
1437         return css_is_ancestor(&memcg->css, &root_memcg->css);
1438 }
1439
1440 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1441                                        struct mem_cgroup *memcg)
1442 {
1443         bool ret;
1444
1445         rcu_read_lock();
1446         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1447         rcu_read_unlock();
1448         return ret;
1449 }
1450
1451 int task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, const struct mem_cgroup *memcg)
1452 {
1453         int ret;
1454         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1455         struct task_struct *p;
1456
1457         p = find_lock_task_mm(task);
1458         if (p) {
1459                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1460                 task_unlock(p);
1461         } else {
1462                 /*
1463                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1464                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1465                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1466                  */
1467                 task_lock(task);
1468                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1469                 if (curr)
1470                         css_get(&curr->css);
1471                 task_unlock(task);
1472         }
1473         if (!curr)
1474                 return 0;
1475         /*
1476          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1477          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1478          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1479          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1480          */
1481         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1482         css_put(&curr->css);
1483         return ret;
1484 }
1485
1486 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1487 {
1488         unsigned long inactive_ratio;
1489         unsigned long inactive;
1490         unsigned long active;
1491         unsigned long gb;
1492
1493         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1494         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1495
1496         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1497         if (gb)
1498                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1499         else
1500                 inactive_ratio = 1;
1501
1502         return inactive * inactive_ratio < active;
1503 }
1504
1505 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1506         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1507
1508 /**
1509  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1510  * @memcg: the memory cgroup
1511  *
1512  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1513  * pages.
1514  */
1515 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1516 {
1517         unsigned long long margin;
1518
1519         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1520         if (do_swap_account)
1521                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1522         return margin >> PAGE_SHIFT;
1523 }
1524
1525 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1526 {
1527         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
1528
1529         /* root ? */
1530         if (cgrp->parent == NULL)
1531                 return vm_swappiness;
1532
1533         return memcg->swappiness;
1534 }
1535
1536 /*
1537  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1538  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1539  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1540  * rcu_read_lock(), like this:
1541  *
1542  *         CPU-A                                    CPU-B
1543  *                                              rcu_read_lock()
1544  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1545  *                                                   take heavy locks.
1546  *         synchronize_rcu()                    update something.
1547  *                                              rcu_read_unlock()
1548  *         start move here.
1549  */
1550
1551 /* for quick checking without looking up memcg */
1552 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1553
1554 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1555 {
1556         atomic_inc(&memcg_moving);
1557         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1558         synchronize_rcu();
1559 }
1560
1561 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1562 {
1563         /*
1564          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1565          * We check NULL in callee rather than caller.
1566          */
1567         if (memcg) {
1568                 atomic_dec(&memcg_moving);
1569                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1570         }
1571 }
1572
1573 /*
1574  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1575  *
1576  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1577  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1578  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1579  *
1580  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1581  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1582  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1583  */
1584
1585 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1586 {
1587         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1588         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1589 }
1590
1591 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1592 {
1593         struct mem_cgroup *from;
1594         struct mem_cgroup *to;
1595         bool ret = false;
1596         /*
1597          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1598          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1599          */
1600         spin_lock(&mc.lock);
1601         from = mc.from;
1602         to = mc.to;
1603         if (!from)
1604                 goto unlock;
1605
1606         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1607                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1608 unlock:
1609         spin_unlock(&mc.lock);
1610         return ret;
1611 }
1612
1613 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1614 {
1615         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1616                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1617                         DEFINE_WAIT(wait);
1618                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1619                         /* moving charge context might have finished. */
1620                         if (mc.moving_task)
1621                                 schedule();
1622                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1623                         return true;
1624                 }
1625         }
1626         return false;
1627 }
1628
1629 /*
1630  * Take this lock when
1631  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1632  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1633  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1634  */
1635 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1636                                   unsigned long *flags)
1637 {
1638         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1639 }
1640
1641 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1642                                 unsigned long *flags)
1643 {
1644         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1645 }
1646
1647 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1648 /**
1649  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1650  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1651  * @p: Task that is going to be killed
1652  *
1653  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1654  * enabled
1655  */
1656 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1657 {
1658         struct cgroup *task_cgrp;
1659         struct cgroup *mem_cgrp;
1660         /*
1661          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1662          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1663          * If this assumption is broken, revisit this code.
1664          */
1665         static char memcg_name[PATH_MAX];
1666         int ret;
1667         struct mem_cgroup *iter;
1668         unsigned int i;
1669
1670         if (!p)
1671                 return;
1672
1673         rcu_read_lock();
1674
1675         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1676         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1677
1678         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1679         if (ret < 0) {
1680                 /*
1681                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1682                  * But we'll still print out the usage information
1683                  */
1684                 rcu_read_unlock();
1685                 goto done;
1686         }
1687         rcu_read_unlock();
1688
1689         pr_info("Task in %s killed", memcg_name);
1690
1691         rcu_read_lock();
1692         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1693         if (ret < 0) {
1694                 rcu_read_unlock();
1695                 goto done;
1696         }
1697         rcu_read_unlock();
1698
1699         /*
1700          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1701          */
1702         pr_cont(" as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1703 done:
1704
1705         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1706                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1707                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1708                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1709         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1710                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1711                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1712                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1713         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1714                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) >> 10,
1715                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_LIMIT) >> 10,
1716                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_FAILCNT));
1717
1718         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1719                 pr_info("Memory cgroup stats");
1720
1721                 rcu_read_lock();
1722                 ret = cgroup_path(iter->css.cgroup, memcg_name, PATH_MAX);
1723                 if (!ret)
1724                         pr_cont(" for %s", memcg_name);
1725                 rcu_read_unlock();
1726                 pr_cont(":");
1727
1728                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1729                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1730                                 continue;
1731                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1732                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1733                 }
1734
1735                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1736                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1737                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1738
1739                 pr_cont("\n");
1740         }
1741 }
1742
1743 /*
1744  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1745  * 1(self count) if no children.
1746  */
1747 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1748 {
1749         int num = 0;
1750         struct mem_cgroup *iter;
1751
1752         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1753                 num++;
1754         return num;
1755 }
1756
1757 /*
1758  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1759  */
1760 static u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1761 {
1762         u64 limit;
1763
1764         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1765
1766         /*
1767          * Do not consider swap space if we cannot swap due to swappiness
1768          */
1769         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1770                 u64 memsw;
1771
1772                 limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1773                 memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1774
1775                 /*
1776                  * If memsw is finite and limits the amount of swap space
1777                  * available to this memcg, return that limit.
1778                  */
1779                 limit = min(limit, memsw);
1780         }
1781
1782         return limit;
1783 }
1784
1785 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1786                                      int order)
1787 {
1788         struct mem_cgroup *iter;
1789         unsigned long chosen_points = 0;
1790         unsigned long totalpages;
1791         unsigned int points = 0;
1792         struct task_struct *chosen = NULL;
1793
1794         /*
1795          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1796          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1797          * quickly exit and free its memory.
1798          */
1799         if (fatal_signal_pending(current) || current->flags & PF_EXITING) {
1800                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1801                 return;
1802         }
1803
1804         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1805         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) >> PAGE_SHIFT ? : 1;
1806         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1807                 struct cgroup *cgroup = iter->css.cgroup;
1808                 struct cgroup_iter it;
1809                 struct task_struct *task;
1810
1811                 cgroup_iter_start(cgroup, &it);
1812                 while ((task = cgroup_iter_next(cgroup, &it))) {
1813                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1814                                                         false)) {
1815                         case OOM_SCAN_SELECT:
1816                                 if (chosen)
1817                                         put_task_struct(chosen);
1818                                 chosen = task;
1819                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1820                                 get_task_struct(chosen);
1821                                 /* fall through */
1822                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1823                                 continue;
1824                         case OOM_SCAN_ABORT:
1825                                 cgroup_iter_end(cgroup, &it);
1826                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1827                                 if (chosen)
1828                                         put_task_struct(chosen);
1829                                 return;
1830                         case OOM_SCAN_OK:
1831                                 break;
1832                         };
1833                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1834                         if (points > chosen_points) {
1835                                 if (chosen)
1836                                         put_task_struct(chosen);
1837                                 chosen = task;
1838                                 chosen_points = points;
1839                                 get_task_struct(chosen);
1840                         }
1841                 }
1842                 cgroup_iter_end(cgroup, &it);
1843         }
1844
1845         if (!chosen)
1846                 return;
1847         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1848         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1849                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1850 }
1851
1852 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1853                                         gfp_t gfp_mask,
1854                                         unsigned long flags)
1855 {
1856         unsigned long total = 0;
1857         bool noswap = false;
1858         int loop;
1859
1860         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1861                 noswap = true;
1862         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1863                 noswap = true;
1864
1865         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1866                 if (loop)
1867                         drain_all_stock_async(memcg);
1868                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1869                 /*
1870                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1871                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1872                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1873                  */
1874                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1875                         break;
1876                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1877                         break;
1878                 /*
1879                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1880                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1881                  */
1882                 if (loop && !total)
1883                         break;
1884         }
1885         return total;
1886 }
1887
1888 /**
1889  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1890  * @memcg: the target memcg
1891  * @nid: the node ID to be checked.
1892  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1893  *
1894  * This function returns whether the specified memcg contains any
1895  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1896  * pages in the node.
1897  */
1898 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1899                 int nid, bool noswap)
1900 {
1901         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1902                 return true;
1903         if (noswap || !total_swap_pages)
1904                 return false;
1905         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1906                 return true;
1907         return false;
1908
1909 }
1910 #if MAX_NUMNODES > 1
1911
1912 /*
1913  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1914  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1915  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1916  *
1917  */
1918 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1919 {
1920         int nid;
1921         /*
1922          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1923          * pagein/pageout changes since the last update.
1924          */
1925         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1926                 return;
1927         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1928                 return;
1929
1930         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1931         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1932
1933         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1934
1935                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1936                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1937         }
1938
1939         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1940         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1941 }
1942
1943 /*
1944  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1945  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1946  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1947  *
1948  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1949  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1950  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1951  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1952  *
1953  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1954  */
1955 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1956 {
1957         int node;
1958
1959         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1960         node = memcg->last_scanned_node;
1961
1962         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1963         if (node == MAX_NUMNODES)
1964                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1965         /*
1966          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1967          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1968          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1969          * we use curret node.
1970          */
1971         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1972                 node = numa_node_id();
1973
1974         memcg->last_scanned_node = node;
1975         return node;
1976 }
1977
1978 /*
1979  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1980  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1981  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1982  * enough new information. We need to do double check.
1983  */
1984 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1985 {
1986         int nid;
1987
1988         /*
1989          * quick check...making use of scan_node.
1990          * We can skip unused nodes.
1991          */
1992         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1993                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1994                      nid < MAX_NUMNODES;
1995                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1996
1997                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1998                                 return true;
1999                 }
2000         }
2001         /*
2002          * Check rest of nodes.
2003          */
2004         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2005                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
2006                         continue;
2007                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
2008                         return true;
2009         }
2010         return false;
2011 }
2012
2013 #else
2014 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
2015 {
2016         return 0;
2017 }
2018
2019 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
2020 {
2021         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
2022 }
2023 #endif
2024
2025 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
2026                                    struct zone *zone,
2027                                    gfp_t gfp_mask,
2028                                    unsigned long *total_scanned)
2029 {
2030         struct mem_cgroup *victim = NULL;
2031         int total = 0;
2032         int loop = 0;
2033         unsigned long excess;
2034         unsigned long nr_scanned;
2035         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
2036                 .zone = zone,
2037                 .priority = 0,
2038         };
2039
2040         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
2041
2042         while (1) {
2043                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
2044                 if (!victim) {
2045                         loop++;
2046                         if (loop >= 2) {
2047                                 /*
2048                                  * If we have not been able to reclaim
2049                                  * anything, it might because there are
2050                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
2051                                  */
2052                                 if (!total)
2053                                         break;
2054                                 /*
2055                                  * We want to do more targeted reclaim.
2056                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
2057                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
2058                                  * coming back to reclaim from this cgroup
2059                                  */
2060                                 if (total >= (excess >> 2) ||
2061                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
2062                                         break;
2063                         }
2064                         continue;
2065                 }
2066                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
2067                         continue;
2068                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
2069                                                      zone, &nr_scanned);
2070                 *total_scanned += nr_scanned;
2071                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
2072                         break;
2073         }
2074         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
2075         return total;
2076 }
2077
2078 /*
2079  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
2080  * If someone is running, return false.
2081  * Has to be called with memcg_oom_lock
2082  */
2083 static bool mem_cgroup_oom_lock(struct mem_cgroup *memcg)
2084 {
2085         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
2086
2087         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2088                 if (iter->oom_lock) {
2089                         /*
2090                          * this subtree of our hierarchy is already locked
2091                          * so we cannot give a lock.
2092                          */
2093                         failed = iter;
2094                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2095                         break;
2096                 } else
2097                         iter->oom_lock = true;
2098         }
2099
2100         if (!failed)
2101                 return true;
2102
2103         /*
2104          * OK, we failed to lock the whole subtree so we have to clean up
2105          * what we set up to the failing subtree
2106          */
2107         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2108                 if (iter == failed) {
2109                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2110                         break;
2111                 }
2112                 iter->oom_lock = false;
2113         }
2114         return false;
2115 }
2116
2117 /*
2118  * Has to be called with memcg_oom_lock
2119  */
2120 static int mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
2121 {
2122         struct mem_cgroup *iter;
2123
2124         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2125                 iter->oom_lock = false;
2126         return 0;
2127 }
2128
2129 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2130 {
2131         struct mem_cgroup *iter;
2132
2133         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2134                 atomic_inc(&iter->under_oom);
2135 }
2136
2137 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2138 {
2139         struct mem_cgroup *iter;
2140
2141         /*
2142          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
2143          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
2144          * atomic_add_unless() here.
2145          */
2146         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2147                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
2148 }
2149
2150 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
2151 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
2152
2153 struct oom_wait_info {
2154         struct mem_cgroup *memcg;
2155         wait_queue_t    wait;
2156 };
2157
2158 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
2159         unsigned mode, int sync, void *arg)
2160 {
2161         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
2162         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
2163         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
2164
2165         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
2166         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
2167
2168         /*
2169          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
2170          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
2171          */
2172         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
2173                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
2174                 return 0;
2175         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
2176 }
2177
2178 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2179 {
2180         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
2181         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
2182 }
2183
2184 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
2185 {
2186         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
2187                 memcg_wakeup_oom(memcg);
2188 }
2189
2190 /*
2191  * try to call OOM killer. returns false if we should exit memory-reclaim loop.
2192  */
2193 static bool mem_cgroup_handle_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask,
2194                                   int order)
2195 {
2196         struct oom_wait_info owait;
2197         bool locked, need_to_kill;
2198
2199         owait.memcg = memcg;
2200         owait.wait.flags = 0;
2201         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2202         owait.wait.private = current;
2203         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
2204         need_to_kill = true;
2205         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2206
2207         /* At first, try to OOM lock hierarchy under memcg.*/
2208         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2209         locked = mem_cgroup_oom_lock(memcg);
2210         /*
2211          * Even if signal_pending(), we can't quit charge() loop without
2212          * accounting. So, UNINTERRUPTIBLE is appropriate. But SIGKILL
2213          * under OOM is always welcomed, use TASK_KILLABLE here.
2214          */
2215         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2216         if (!locked || memcg->oom_kill_disable)
2217                 need_to_kill = false;
2218         if (locked)
2219                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2220         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2221
2222         if (need_to_kill) {
2223                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2224                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order);
2225         } else {
2226                 schedule();
2227                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2228         }
2229         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2230         if (locked)
2231                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2232         memcg_wakeup_oom(memcg);
2233         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2234
2235         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2236
2237         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
2238                 return false;
2239         /* Give chance to dying process */
2240         schedule_timeout_uninterruptible(1);
2241         return true;
2242 }
2243
2244 /*
2245  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
2246  * generalized to update other statistics as well.
2247  *
2248  * Notes: Race condition
2249  *
2250  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
2251  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
2252  * to do so _always_.
2253  *
2254  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
2255  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
2256  * are no race with "charge".
2257  *
2258  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
2259  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
2260  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
2261  * by flags.
2262  *
2263  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
2264  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
2265  * If there is, we take a lock.
2266  */
2267
2268 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
2269                                 bool *locked, unsigned long *flags)
2270 {
2271         struct mem_cgroup *memcg;
2272         struct page_cgroup *pc;
2273
2274         pc = lookup_page_cgroup(page);
2275 again:
2276         memcg = pc->mem_cgroup;
2277         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2278                 return;
2279         /*
2280          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
2281          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
2282          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
2283          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
2284          */
2285         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
2286                 return;
2287
2288         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2289         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2290                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2291                 goto again;
2292         }
2293         *locked = true;
2294 }
2295
2296 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
2297 {
2298         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2299
2300         /*
2301          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
2302          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
2303          * should take move_lock_mem_cgroup().
2304          */
2305         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
2306 }
2307
2308 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
2309                                  enum mem_cgroup_page_stat_item idx, int val)
2310 {
2311         struct mem_cgroup *memcg;
2312         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2313         unsigned long uninitialized_var(flags);
2314
2315         if (mem_cgroup_disabled())
2316                 return;
2317
2318         memcg = pc->mem_cgroup;
2319         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2320                 return;
2321
2322         switch (idx) {
2323         case MEMCG_NR_FILE_MAPPED:
2324                 idx = MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED;
2325                 break;
2326         default:
2327                 BUG();
2328         }
2329
2330         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2331 }
2332
2333 /*
2334  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2335  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2336  */
2337 #define CHARGE_BATCH    32U
2338 struct memcg_stock_pcp {
2339         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2340         unsigned int nr_pages;
2341         struct work_struct work;
2342         unsigned long flags;
2343 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2344 };
2345 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2346 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2347
2348 /**
2349  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2350  * @memcg: memcg to consume from.
2351  * @nr_pages: how many pages to charge.
2352  *
2353  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2354  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2355  * service an allocation will refill the stock.
2356  *
2357  * returns true if successful, false otherwise.
2358  */
2359 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2360 {
2361         struct memcg_stock_pcp *stock;
2362         bool ret = true;
2363
2364         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2365                 return false;
2366
2367         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2368         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages)
2369                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2370         else /* need to call res_counter_charge */
2371                 ret = false;
2372         put_cpu_var(memcg_stock);
2373         return ret;
2374 }
2375
2376 /*
2377  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2378  */
2379 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2380 {
2381         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2382
2383         if (stock->nr_pages) {
2384                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2385
2386                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2387                 if (do_swap_account)
2388                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2389                 stock->nr_pages = 0;
2390         }
2391         stock->cached = NULL;
2392 }
2393
2394 /*
2395  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2396  * a thread which is pinned to local cpu.
2397  */
2398 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2399 {
2400         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2401         drain_stock(stock);
2402         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2403 }
2404
2405 static void __init memcg_stock_init(void)
2406 {
2407         int cpu;
2408
2409         for_each_possible_cpu(cpu) {
2410                 struct memcg_stock_pcp *stock =
2411                                         &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2412                 INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
2413         }
2414 }
2415
2416 /*
2417  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2418  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2419  */
2420 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2421 {
2422         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2423
2424         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2425                 drain_stock(stock);
2426                 stock->cached = memcg;
2427         }
2428         stock->nr_pages += nr_pages;
2429         put_cpu_var(memcg_stock);
2430 }
2431
2432 /*
2433  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2434  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2435  * until the work is done.
2436  */
2437 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2438 {
2439         int cpu, curcpu;
2440
2441         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2442         get_online_cpus();
2443         curcpu = get_cpu();
2444         for_each_online_cpu(cpu) {
2445                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2446                 struct mem_cgroup *memcg;
2447
2448                 memcg = stock->cached;
2449                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2450                         continue;
2451                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2452                         continue;
2453                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2454                         if (cpu == curcpu)
2455                                 drain_local_stock(&stock->work);
2456                         else
2457                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2458                 }
2459         }
2460         put_cpu();
2461
2462         if (!sync)
2463                 goto out;
2464
2465         for_each_online_cpu(cpu) {
2466                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2467                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2468                         flush_work(&stock->work);
2469         }
2470 out:
2471         put_online_cpus();
2472 }
2473
2474 /*
2475  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2476  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2477  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2478  * it.
2479  */
2480 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2481 {
2482         /*
2483          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2484          */
2485         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2486                 return;
2487         drain_all_stock(root_memcg, false);
2488         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2489 }
2490
2491 /* This is a synchronous drain interface. */
2492 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2493 {
2494         /* called when force_empty is called */
2495         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2496         drain_all_stock(root_memcg, true);
2497         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2498 }
2499
2500 /*
2501  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2502  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2503  */
2504 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2505 {
2506         int i;
2507
2508         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2509         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2510                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2511
2512                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2513                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2514         }
2515         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2516                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2517
2518                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2519                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2520         }
2521         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2522 }
2523
2524 static int __cpuinit memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2525                                         unsigned long action,
2526                                         void *hcpu)
2527 {
2528         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2529         struct memcg_stock_pcp *stock;
2530         struct mem_cgroup *iter;
2531
2532         if (action == CPU_ONLINE)
2533                 return NOTIFY_OK;
2534
2535         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2536                 return NOTIFY_OK;
2537
2538         for_each_mem_cgroup(iter)
2539                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2540
2541         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2542         drain_stock(stock);
2543         return NOTIFY_OK;
2544 }
2545
2546
2547 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2548 enum {
2549         CHARGE_OK,              /* success */
2550         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2551         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2552         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2553         CHARGE_OOM_DIE,         /* the current is killed because of OOM */
2554 };
2555
2556 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2557                                 unsigned int nr_pages, unsigned int min_pages,
2558                                 bool oom_check)
2559 {
2560         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2561         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2562         struct res_counter *fail_res;
2563         unsigned long flags = 0;
2564         int ret;
2565
2566         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2567
2568         if (likely(!ret)) {
2569                 if (!do_swap_account)
2570                         return CHARGE_OK;
2571                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2572                 if (likely(!ret))
2573                         return CHARGE_OK;
2574
2575                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2576                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2577                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2578         } else
2579                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2580         /*
2581          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2582          * single page instead.
2583          */
2584         if (nr_pages > min_pages)
2585                 return CHARGE_RETRY;
2586
2587         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2588                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2589
2590         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2591                 return CHARGE_NOMEM;
2592
2593         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2594         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2595                 return CHARGE_RETRY;
2596         /*
2597          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2598          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2599          * before killing the task.
2600          *
2601          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2602          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2603          * to regular pages anyway in case of failure.
2604          */
2605         if (nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) && ret)
2606                 return CHARGE_RETRY;
2607
2608         /*
2609          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2610          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2611          */
2612         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2613                 return CHARGE_RETRY;
2614
2615         /* If we don't need to call oom-killer at el, return immediately */
2616         if (!oom_check)
2617                 return CHARGE_NOMEM;
2618         /* check OOM */
2619         if (!mem_cgroup_handle_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize)))
2620                 return CHARGE_OOM_DIE;
2621
2622         return CHARGE_RETRY;
2623 }
2624
2625 /*
2626  * __mem_cgroup_try_charge() does
2627  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2628  * 2. update res_counter
2629  * 3. call memory reclaim if necessary.
2630  *
2631  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2632  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2633  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2634  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2635  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2636  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2637  *
2638  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2639  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2640  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2641  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2642  *
2643  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2644  * the oom-killer can be invoked.
2645  */
2646 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2647                                    gfp_t gfp_mask,
2648                                    unsigned int nr_pages,
2649                                    struct mem_cgroup **ptr,
2650                                    bool oom)
2651 {
2652         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2653         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2654         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2655         int ret;
2656
2657         /*
2658          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2659          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2660          * MEMDIE process.
2661          */
2662         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2663                      || fatal_signal_pending(current)))
2664                 goto bypass;
2665
2666         /*
2667          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2668          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2669          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2670          * set, if so charge the root memcg (happens for pagecache usage).
2671          */
2672         if (!*ptr && !mm)
2673                 *ptr = root_mem_cgroup;
2674 again:
2675         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2676                 memcg = *ptr;
2677                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2678                         goto done;
2679                 if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2680                         goto done;
2681                 css_get(&memcg->css);
2682         } else {
2683                 struct task_struct *p;
2684
2685                 rcu_read_lock();
2686                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2687                 /*
2688                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2689                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2690                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2691                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2692                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2693                  * small race, here.
2694                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2695                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2696                  */
2697                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2698                 if (!memcg)
2699                         memcg = root_mem_cgroup;
2700                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2701                         rcu_read_unlock();
2702                         goto done;
2703                 }
2704                 if (consume_stock(memcg, nr_pages)) {
2705                         /*
2706                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2707                          * But considering how consume_stok works, it's not
2708                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2709                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2710                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2711                          * calling consume_stock().
2712                          */
2713                         rcu_read_unlock();
2714                         goto done;
2715                 }
2716                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2717                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2718                         rcu_read_unlock();
2719                         goto again;
2720                 }
2721                 rcu_read_unlock();
2722         }
2723
2724         do {
2725                 bool oom_check;
2726
2727                 /* If killed, bypass charge */
2728                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2729                         css_put(&memcg->css);
2730                         goto bypass;
2731                 }
2732
2733                 oom_check = false;
2734                 if (oom && !nr_oom_retries) {
2735                         oom_check = true;
2736                         nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2737                 }
2738
2739                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch, nr_pages,
2740                     oom_check);
2741                 switch (ret) {
2742                 case CHARGE_OK:
2743                         break;
2744                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2745                         batch = nr_pages;
2746                         css_put(&memcg->css);
2747                         memcg = NULL;
2748                         goto again;
2749                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2750                         css_put(&memcg->css);
2751                         goto nomem;
2752                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2753                         if (!oom) {
2754                                 css_put(&memcg->css);
2755                                 goto nomem;
2756                         }
2757                         /* If oom, we never return -ENOMEM */
2758                         nr_oom_retries--;
2759                         break;
2760                 case CHARGE_OOM_DIE: /* Killed by OOM Killer */
2761                         css_put(&memcg->css);
2762                         goto bypass;
2763                 }
2764         } while (ret != CHARGE_OK);
2765
2766         if (batch > nr_pages)
2767                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2768         css_put(&memcg->css);
2769 done:
2770         *ptr = memcg;
2771         return 0;
2772 nomem:
2773         *ptr = NULL;
2774         return -ENOMEM;
2775 bypass:
2776         *ptr = root_mem_cgroup;
2777         return -EINTR;
2778 }
2779
2780 /*
2781  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2782  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2783  * gotten by try_charge().
2784  */
2785 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2786                                        unsigned int nr_pages)
2787 {
2788         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2789                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2790
2791                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2792                 if (do_swap_account)
2793                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2794         }
2795 }
2796
2797 /*
2798  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2799  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2800  */
2801 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2802                                         unsigned int nr_pages)
2803 {
2804         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2805
2806         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2807                 return;
2808
2809         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2810         if (do_swap_account)
2811                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2812                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2813 }
2814
2815 /*
2816  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2817  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling css_tryget if
2818  * the mem_cgroup is used for charging. (dropping refcnt from swap can be
2819  * called against removed memcg.)
2820  */
2821 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2822 {
2823         struct cgroup_subsys_state *css;
2824
2825         /* ID 0 is unused ID */
2826         if (!id)
2827                 return NULL;
2828         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2829         if (!css)
2830                 return NULL;
2831         return mem_cgroup_from_css(css);
2832 }
2833
2834 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2835 {
2836         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2837         struct page_cgroup *pc;
2838         unsigned short id;
2839         swp_entry_t ent;
2840
2841         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2842
2843         pc = lookup_page_cgroup(page);
2844         lock_page_cgroup(pc);
2845         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2846                 memcg = pc->mem_cgroup;
2847                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2848                         memcg = NULL;
2849         } else if (PageSwapCache(page)) {
2850                 ent.val = page_private(page);
2851                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2852                 rcu_read_lock();
2853                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2854                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2855                         memcg = NULL;
2856                 rcu_read_unlock();
2857         }
2858         unlock_page_cgroup(pc);
2859         return memcg;
2860 }
2861
2862 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2863                                        struct page *page,
2864                                        unsigned int nr_pages,
2865                                        enum charge_type ctype,
2866                                        bool lrucare)
2867 {
2868         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2869         struct zone *uninitialized_var(zone);
2870         struct lruvec *lruvec;
2871         bool was_on_lru = false;
2872         bool anon;
2873
2874         lock_page_cgroup(pc);
2875         VM_BUG_ON(PageCgroupUsed(pc));
2876         /*
2877          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2878          * accessed by any other context at this point.
2879          */
2880
2881         /*
2882          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2883          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2884          */
2885         if (lrucare) {
2886                 zone = page_zone(page);
2887                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2888                 if (PageLRU(page)) {
2889                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2890                         ClearPageLRU(page);
2891                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2892                         was_on_lru = true;
2893                 }
2894         }
2895
2896         pc->mem_cgroup = memcg;
2897         /*
2898          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2899          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2900          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2901          * before USED bit, we need memory barrier here.
2902          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2903          */
2904         smp_wmb();
2905         SetPageCgroupUsed(pc);
2906
2907         if (lrucare) {
2908                 if (was_on_lru) {
2909                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2910                         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2911                         SetPageLRU(page);
2912                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2913                 }
2914                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2915         }
2916
2917         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON)
2918                 anon = true;
2919         else
2920                 anon = false;
2921
2922         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, nr_pages);
2923         unlock_page_cgroup(pc);
2924
2925         /*
2926          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2927          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2928          * if they exceeds softlimit.
2929          */
2930         memcg_check_events(memcg, page);
2931 }
2932
2933 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
2934
2935 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2936 static inline bool memcg_can_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2937 {
2938         return !mem_cgroup_disabled() && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
2939                 (memcg->kmem_account_flags & KMEM_ACCOUNTED_MASK);
2940 }
2941
2942 /*
2943  * This is a bit cumbersome, but it is rarely used and avoids a backpointer
2944  * in the memcg_cache_params struct.
2945  */
2946 static struct kmem_cache *memcg_params_to_cache(struct memcg_cache_params *p)
2947 {
2948         struct kmem_cache *cachep;
2949
2950         VM_BUG_ON(p->is_root_cache);
2951         cachep = p->root_cache;
2952         return cachep->memcg_params->memcg_caches[memcg_cache_id(p->memcg)];
2953 }
2954
2955 #ifdef CONFIG_SLABINFO
2956 static int mem_cgroup_slabinfo_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
2957                                         struct seq_file *m)
2958 {
2959         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
2960         struct memcg_cache_params *params;
2961
2962         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
2963                 return -EIO;
2964
2965         print_slabinfo_header(m);
2966
2967         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
2968         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list)
2969                 cache_show(memcg_params_to_cache(params), m);
2970         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
2971
2972         return 0;
2973 }
2974 #endif
2975
2976 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp, u64 size)
2977 {
2978         struct res_counter *fail_res;
2979         struct mem_cgroup *_memcg;
2980         int ret = 0;
2981         bool may_oom;
2982
2983         ret = res_counter_charge(&memcg->kmem, size, &fail_res);
2984         if (ret)
2985                 return ret;
2986
2987         /*
2988          * Conditions under which we can wait for the oom_killer. Those are
2989          * the same conditions tested by the core page allocator
2990          */
2991         may_oom = (gfp & __GFP_FS) && !(gfp & __GFP_NORETRY);
2992
2993         _memcg = memcg;
2994         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp, size >> PAGE_SHIFT,
2995                                       &_memcg, may_oom);
2996
2997         if (ret == -EINTR)  {
2998                 /*
2999                  * __mem_cgroup_try_charge() chosed to bypass to root due to
3000                  * OOM kill or fatal signal.  Since our only options are to
3001                  * either fail the allocation or charge it to this cgroup, do
3002                  * it as a temporary condition. But we can't fail. From a
3003                  * kmem/slab perspective, the cache has already been selected,
3004                  * by mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
3005                  * our minds.
3006                  *
3007                  * This condition will only trigger if the task entered
3008                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed during
3009                  * __mem_cgroup_try_charge() above. Tasks that were already
3010                  * dying when the allocation triggers should have been already
3011                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
3012                  */
3013                 res_counter_charge_nofail(&memcg->res, size, &fail_res);
3014                 if (do_swap_account)
3015                         res_counter_charge_nofail(&memcg->memsw, size,
3016                                                   &fail_res);
3017                 ret = 0;
3018         } else if (ret)
3019                 res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size);
3020
3021         return ret;
3022 }
3023
3024 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, u64 size)
3025 {
3026         res_counter_uncharge(&memcg->res, size);
3027         if (do_swap_account)
3028                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, size);
3029
3030         /* Not down to 0 */
3031         if (res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size))
3032                 return;
3033
3034         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
3035                 mem_cgroup_put(memcg);
3036 }
3037
3038 void memcg_cache_list_add(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *cachep)
3039 {
3040         if (!memcg)
3041                 return;
3042
3043         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3044         list_add(&cachep->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
3045         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3046 }
3047
3048 /*
3049  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
3050  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
3051  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
3052  */
3053 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
3054 {
3055         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
3056 }
3057
3058 /*
3059  * This ends up being protected by the set_limit mutex, during normal
3060  * operation, because that is its main call site.
3061  *
3062  * But when we create a new cache, we can call this as well if its parent
3063  * is kmem-limited. That will have to hold set_limit_mutex as well.
3064  */
3065 int memcg_update_cache_sizes(struct mem_cgroup *memcg)
3066 {
3067         int num, ret;
3068
3069         num = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
3070                                 0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
3071         if (num < 0)
3072                 return num;
3073         /*
3074          * After this point, kmem_accounted (that we test atomically in
3075          * the beginning of this conditional), is no longer 0. This
3076          * guarantees only one process will set the following boolean
3077          * to true. We don't need test_and_set because we're protected
3078          * by the set_limit_mutex anyway.
3079          */
3080         memcg_kmem_set_activated(memcg);
3081
3082         ret = memcg_update_all_caches(num+1);
3083         if (ret) {
3084                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, num);
3085                 memcg_kmem_clear_activated(memcg);
3086                 return ret;
3087         }
3088
3089         memcg->kmemcg_id = num;
3090         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
3091         mutex_init(&memcg->slab_caches_mutex);
3092         return 0;
3093 }
3094
3095 static size_t memcg_caches_array_size(int num_groups)
3096 {
3097         ssize_t size;
3098         if (num_groups <= 0)
3099                 return 0;
3100
3101         size = 2 * num_groups;
3102         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
3103                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
3104         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
3105                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
3106
3107         return size;
3108 }
3109
3110 /*
3111  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
3112  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
3113  * calling this.
3114  */
3115 void memcg_update_array_size(int num)
3116 {
3117         if (num > memcg_limited_groups_array_size)
3118                 memcg_limited_groups_array_size = memcg_caches_array_size(num);
3119 }
3120
3121 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w);
3122
3123 int memcg_update_cache_size(struct kmem_cache *s, int num_groups)
3124 {
3125         struct memcg_cache_params *cur_params = s->memcg_params;
3126
3127         VM_BUG_ON(s->memcg_params && !s->memcg_params->is_root_cache);
3128
3129         if (num_groups > memcg_limited_groups_array_size) {
3130                 int i;
3131                 ssize_t size = memcg_caches_array_size(num_groups);
3132
3133                 size *= sizeof(void *);
3134                 size += sizeof(struct memcg_cache_params);
3135
3136                 s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3137                 if (!s->memcg_params) {
3138                         s->memcg_params = cur_params;
3139                         return -ENOMEM;
3140                 }
3141
3142                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3143
3144                 /*
3145                  * There is the chance it will be bigger than
3146                  * memcg_limited_groups_array_size, if we failed an allocation
3147                  * in a cache, in which case all caches updated before it, will
3148                  * have a bigger array.
3149                  *
3150                  * But if that is the case, the data after
3151                  * memcg_limited_groups_array_size is certainly unused
3152                  */
3153                 for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3154                         if (!cur_params->memcg_caches[i])
3155                                 continue;
3156                         s->memcg_params->memcg_caches[i] =
3157                                                 cur_params->memcg_caches[i];
3158                 }
3159
3160                 /*
3161                  * Ideally, we would wait until all caches succeed, and only
3162                  * then free the old one. But this is not worth the extra
3163                  * pointer per-cache we'd have to have for this.
3164                  *
3165                  * It is not a big deal if some caches are left with a size
3166                  * bigger than the others. And all updates will reset this
3167                  * anyway.
3168                  */
3169                 kfree(cur_params);
3170         }
3171         return 0;
3172 }
3173
3174 int memcg_register_cache(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s,
3175                          struct kmem_cache *root_cache)
3176 {
3177         size_t size = sizeof(struct memcg_cache_params);
3178
3179         if (!memcg_kmem_enabled())
3180                 return 0;
3181
3182         if (!memcg)
3183                 size += memcg_limited_groups_array_size * sizeof(void *);
3184
3185         s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3186         if (!s->memcg_params)
3187                 return -ENOMEM;
3188
3189         if (memcg) {
3190                 s->memcg_params->memcg = memcg;
3191                 s->memcg_params->root_cache = root_cache;
3192                 INIT_WORK(&s->memcg_params->destroy,
3193                                 kmem_cache_destroy_work_func);
3194         } else
3195                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3196
3197         return 0;
3198 }
3199
3200 void memcg_release_cache(struct kmem_cache *s)
3201 {
3202         struct kmem_cache *root;
3203         struct mem_cgroup *memcg;
3204         int id;
3205
3206         /*
3207          * This happens, for instance, when a root cache goes away before we
3208          * add any memcg.
3209          */
3210         if (!s->memcg_params)
3211                 return;
3212
3213         if (s->memcg_params->is_root_cache)
3214                 goto out;
3215
3216         memcg = s->memcg_params->memcg;
3217         id  = memcg_cache_id(memcg);
3218
3219         root = s->memcg_params->root_cache;
3220         root->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
3221
3222         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3223         list_del(&s->memcg_params->list);
3224         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3225
3226         mem_cgroup_put(memcg);
3227 out:
3228         kfree(s->memcg_params);
3229 }
3230
3231 /*
3232  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
3233  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
3234  * enqueing new caches to be created.
3235  *
3236  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
3237  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
3238  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
3239  * objects during debug.
3240  *
3241  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
3242  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
3243  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
3244  * cache again, failing at the same point.
3245  *
3246  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
3247  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
3248  * inside the following two functions.
3249  */
3250 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
3251 {
3252         VM_BUG_ON(!current->mm);
3253         current->memcg_kmem_skip_account++;
3254 }
3255
3256 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
3257 {
3258         VM_BUG_ON(!current->mm);
3259         current->memcg_kmem_skip_account--;
3260 }
3261
3262 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w)
3263 {
3264         struct kmem_cache *cachep;
3265         struct memcg_cache_params *p;
3266
3267         p = container_of(w, struct memcg_cache_params, destroy);
3268
3269         cachep = memcg_params_to_cache(p);
3270
3271         /*
3272          * If we get down to 0 after shrink, we could delete right away.
3273          * However, memcg_release_pages() already puts us back in the workqueue
3274          * in that case. If we proceed deleting, we'll get a dangling
3275          * reference, and removing the object from the workqueue in that case
3276          * is unnecessary complication. We are not a fast path.
3277          *
3278          * Note that this case is fundamentally different from racing with
3279          * shrink_slab(): if memcg_cgroup_destroy_cache() is called in
3280          * kmem_cache_shrink, not only we would be reinserting a dead cache
3281          * into the queue, but doing so from inside the worker racing to
3282          * destroy it.
3283          *
3284          * So if we aren't down to zero, we'll just schedule a worker and try
3285          * again
3286          */
3287         if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) != 0) {
3288                 kmem_cache_shrink(cachep);
3289                 if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) == 0)
3290                         return;
3291         } else
3292                 kmem_cache_destroy(cachep);
3293 }
3294
3295 void mem_cgroup_destroy_cache(struct kmem_cache *cachep)
3296 {
3297         if (!cachep->memcg_params->dead)
3298                 return;
3299
3300         /*
3301          * There are many ways in which we can get here.
3302          *
3303          * We can get to a memory-pressure situation while the delayed work is
3304          * still pending to run. The vmscan shrinkers can then release all
3305          * cache memory and get us to destruction. If this is the case, we'll
3306          * be executed twice, which is a bug (the second time will execute over
3307          * bogus data). In this case, cancelling the work should be fine.
3308          *
3309          * But we can also get here from the worker itself, if
3310          * kmem_cache_shrink is enough to shake all the remaining objects and
3311          * get the page count to 0. In this case, we'll deadlock if we try to
3312          * cancel the work (the worker runs with an internal lock held, which
3313          * is the same lock we would hold for cancel_work_sync().)
3314          *
3315          * Since we can't possibly know who got us here, just refrain from
3316          * running if there is already work pending
3317          */
3318         if (work_pending(&cachep->memcg_params->destroy))
3319                 return;
3320         /*
3321          * We have to defer the actual destroying to a workqueue, because
3322          * we might currently be in a context that cannot sleep.
3323          */
3324         schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3325 }
3326
3327 /*
3328  * This lock protects updaters, not readers. We want readers to be as fast as
3329  * they can, and they will either see NULL or a valid cache value. Our model
3330  * allow them to see NULL, in which case the root memcg will be selected.
3331  *
3332  * We need this lock because multiple allocations to the same cache from a non
3333  * will span more than one worker. Only one of them can create the cache.
3334  */
3335 static DEFINE_MUTEX(memcg_cache_mutex);
3336
3337 /*
3338  * Called with memcg_cache_mutex held
3339  */
3340 static struct kmem_cache *kmem_cache_dup(struct mem_cgroup *memcg,
3341                                          struct kmem_cache *s)
3342 {
3343         struct kmem_cache *new;
3344         static char *tmp_name = NULL;
3345
3346         lockdep_assert_held(&memcg_cache_mutex);
3347
3348         /*
3349          * kmem_cache_create_memcg duplicates the given name and
3350          * cgroup_name for this name requires RCU context.
3351          * This static temporary buffer is used to prevent from
3352          * pointless shortliving allocation.
3353          */
3354         if (!tmp_name) {
3355                 tmp_name = kmalloc(PATH_MAX, GFP_KERNEL);
3356                 if (!tmp_name)
3357                         return NULL;
3358         }
3359
3360         rcu_read_lock();
3361         snprintf(tmp_name, PATH_MAX, "%s(%d:%s)", s->name,
3362                          memcg_cache_id(memcg), cgroup_name(memcg->css.cgroup));
3363         rcu_read_unlock();
3364
3365         new = kmem_cache_create_memcg(memcg, tmp_name, s->object_size, s->align,
3366                                       (s->flags & ~SLAB_PANIC), s->ctor, s);
3367
3368         if (new)
3369                 new->allocflags |= __GFP_KMEMCG;
3370
3371         return new;
3372 }
3373
3374 static struct kmem_cache *memcg_create_kmem_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3375                                                   struct kmem_cache *cachep)
3376 {
3377         struct kmem_cache *new_cachep;
3378         int idx;
3379
3380         BUG_ON(!memcg_can_account_kmem(memcg));
3381
3382         idx = memcg_cache_id(memcg);
3383
3384         mutex_lock(&memcg_cache_mutex);
3385         new_cachep = cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3386         if (new_cachep)
3387                 goto out;
3388
3389         new_cachep = kmem_cache_dup(memcg, cachep);
3390         if (new_cachep == NULL) {
3391                 new_cachep = cachep;
3392                 goto out;
3393         }
3394
3395         mem_cgroup_get(memcg);
3396         atomic_set(&new_cachep->memcg_params->nr_pages , 0);
3397
3398         cachep->memcg_params->memcg_caches[idx] = new_cachep;
3399         /*
3400          * the readers won't lock, make sure everybody sees the updated value,
3401          * so they won't put stuff in the queue again for no reason
3402          */
3403         wmb();
3404 out:
3405         mutex_unlock(&memcg_cache_mutex);
3406         return new_cachep;
3407 }
3408
3409 void kmem_cache_destroy_memcg_children(struct kmem_cache *s)
3410 {
3411         struct kmem_cache *c;
3412         int i;
3413
3414         if (!s->memcg_params)
3415                 return;
3416         if (!s->memcg_params->is_root_cache)
3417                 return;
3418
3419         /*
3420          * If the cache is being destroyed, we trust that there is no one else
3421          * requesting objects from it. Even if there are, the sanity checks in
3422          * kmem_cache_destroy should caught this ill-case.
3423          *
3424          * Still, we don't want anyone else freeing memcg_caches under our
3425          * noses, which can happen if a new memcg comes to life. As usual,
3426          * we'll take the set_limit_mutex to protect ourselves against this.
3427          */
3428         mutex_lock(&set_limit_mutex);
3429         for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3430                 c = s->memcg_params->memcg_caches[i];
3431                 if (!c)
3432                         continue;
3433
3434                 /*
3435                  * We will now manually delete the caches, so to avoid races
3436                  * we need to cancel all pending destruction workers and
3437                  * proceed with destruction ourselves.
3438                  *
3439                  * kmem_cache_destroy() will call kmem_cache_shrink internally,
3440                  * and that could spawn the workers again: it is likely that
3441                  * the cache still have active pages until this very moment.
3442                  * This would lead us back to mem_cgroup_destroy_cache.
3443                  *
3444                  * But that will not execute at all if the "dead" flag is not
3445                  * set, so flip it down to guarantee we are in control.
3446                  */
3447                 c->memcg_params->dead = false;
3448                 cancel_work_sync(&c->memcg_params->destroy);
3449                 kmem_cache_destroy(c);
3450         }
3451         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3452 }
3453
3454 struct create_work {
3455         struct mem_cgroup *memcg;
3456         struct kmem_cache *cachep;
3457         struct work_struct work;
3458 };
3459
3460 static void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3461 {
3462         struct kmem_cache *cachep;
3463         struct memcg_cache_params *params;
3464
3465         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3466                 return;
3467
3468         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3469         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list) {
3470                 cachep = memcg_params_to_cache(params);
3471                 cachep->memcg_params->dead = true;
3472                 schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3473         }
3474         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3475 }
3476
3477 static void memcg_create_cache_work_func(struct work_struct *w)
3478 {
3479         struct create_work *cw;
3480
3481         cw = container_of(w, struct create_work, work);
3482         memcg_create_kmem_cache(cw->memcg, cw->cachep);
3483         /* Drop the reference gotten when we enqueued. */
3484         css_put(&cw->memcg->css);
3485         kfree(cw);
3486 }
3487
3488 /*
3489  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
3490  */
3491 static void __memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3492                                          struct kmem_cache *cachep)
3493 {
3494         struct create_work *cw;
3495
3496         cw = kmalloc(sizeof(struct create_work), GFP_NOWAIT);
3497         if (cw == NULL) {
3498                 css_put(&memcg->css);
3499                 return;
3500         }
3501
3502         cw->memcg = memcg;
3503         cw->cachep = cachep;
3504
3505         INIT_WORK(&cw->work, memcg_create_cache_work_func);
3506         schedule_work(&cw->work);
3507 }
3508
3509 static void memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3510                                        struct kmem_cache *cachep)
3511 {
3512         /*
3513          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
3514          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
3515          * in __memcg_create_cache_enqueue will recurse.
3516          *
3517          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
3518          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
3519          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
3520          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
3521          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
3522          */
3523         memcg_stop_kmem_account();
3524         __memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3525         memcg_resume_kmem_account();
3526 }
3527 /*
3528  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
3529  * We try to use the current memcg's version of the cache.
3530  *
3531  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
3532  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
3533  * in a workqueue.
3534  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
3535  * the original cache.
3536  *
3537  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
3538  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
3539  */
3540 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
3541                                           gfp_t gfp)
3542 {
3543         struct mem_cgroup *memcg;
3544         int idx;
3545
3546         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
3547         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
3548
3549         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3550                 return cachep;
3551
3552         rcu_read_lock();
3553         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
3554
3555         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
3556                 goto out;
3557
3558         idx = memcg_cache_id(memcg);
3559
3560         /*
3561          * barrier to mare sure we're always seeing the up to date value.  The
3562          * code updating memcg_caches will issue a write barrier to match this.
3563          */
3564         read_barrier_depends();
3565         if (likely(cachep->memcg_params->memcg_caches[idx])) {
3566                 cachep = cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3567                 goto out;
3568         }
3569
3570         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
3571         if (!css_tryget(&memcg->css))
3572                 goto out;
3573         rcu_read_unlock();
3574
3575         /*
3576          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
3577          * context), we could be be predictable and return right away.
3578          * This would guarantee that the allocation being performed
3579          * already belongs in the new cache.
3580          *
3581          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
3582          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
3583          * kmem_cache_dup, this means no further allocation could happen
3584          * with the slab_mutex held.
3585          *
3586          * Also, because cache creation issue get_online_cpus(), this
3587          * creates a lock chain: memcg_slab_mutex -> cpu_hotplug_mutex,
3588          * that ends up reversed during cpu hotplug. (cpuset allocates
3589          * a bunch of GFP_KERNEL memory during cpuup). Due to all that,
3590          * better to defer everything.
3591          */
3592         memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3593         return cachep;
3594 out:
3595         rcu_read_unlock();
3596         return cachep;
3597 }
3598 EXPORT_SYMBOL(__memcg_kmem_get_cache);
3599
3600 /*
3601  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
3602  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
3603  * need a further commit step to do the final arrangements.
3604  *
3605  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
3606  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
3607  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
3608  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
3609  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
3610  * the compiled-out case as well.
3611  *
3612  * Returning true means the allocation is possible.
3613  */
3614 bool
3615 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
3616 {
3617         struct mem_cgroup *memcg;
3618         int ret;
3619
3620         *_memcg = NULL;
3621         memcg = try_get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
3622
3623         /*
3624          * very rare case described in mem_cgroup_from_task. Unfortunately there
3625          * isn't much we can do without complicating this too much, and it would
3626          * be gfp-dependent anyway. Just let it go
3627          */
3628         if (unlikely(!memcg))
3629                 return true;
3630
3631         if (!memcg_can_account_kmem(memcg)) {
3632                 css_put(&memcg->css);
3633                 return true;
3634         }
3635
3636         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, PAGE_SIZE << order);
3637         if (!ret)
3638                 *_memcg = memcg;
3639
3640         css_put(&memcg->css);
3641         return (ret == 0);
3642 }
3643
3644 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3645                               int order)
3646 {
3647         struct page_cgroup *pc;
3648
3649         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3650
3651         /* The page allocation failed. Revert */
3652         if (!page) {
3653                 memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3654                 return;
3655         }
3656
3657         pc = lookup_page_cgroup(page);
3658         lock_page_cgroup(pc);
3659         pc->mem_cgroup = memcg;
3660         SetPageCgroupUsed(pc);
3661         unlock_page_cgroup(pc);
3662 }
3663
3664 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
3665 {
3666         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3667         struct page_cgroup *pc;
3668
3669
3670         pc = lookup_page_cgroup(page);
3671         /*
3672          * Fast unlocked return. Theoretically might have changed, have to
3673          * check again after locking.
3674          */
3675         if (!PageCgroupUsed(pc))
3676                 return;
3677
3678         lock_page_cgroup(pc);
3679         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3680                 memcg = pc->mem_cgroup;
3681                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3682         }
3683         unlock_page_cgroup(pc);
3684
3685         /*
3686          * We trust that only if there is a memcg associated with the page, it
3687          * is a valid allocation
3688          */
3689         if (!memcg)
3690                 return;
3691
3692         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3693         memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3694 }
3695 #else
3696 static inline void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3697 {
3698 }
3699 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3700
3701 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3702
3703 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
3704 /*
3705  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3706  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
3707  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
3708  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
3709  */
3710 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3711 {
3712         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
3713         struct page_cgroup *pc;
3714         struct mem_cgroup *memcg;
3715         int i;
3716
3717         if (mem_cgroup_disabled())
3718                 return;
3719
3720         memcg = head_pc->mem_cgroup;
3721         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3722                 pc = head_pc + i;
3723                 pc->mem_cgroup = memcg;
3724                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
3725                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
3726         }
3727         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
3728                        HPAGE_PMD_NR);
3729 }
3730 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3731
3732 /**
3733  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3734  * @page: the page
3735  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3736  * @pc: page_cgroup of the page.
3737  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3738  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3739  *
3740  * The caller must confirm following.
3741  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3742  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3743  *
3744  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3745  * from old cgroup.
3746  */
3747 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3748                                    unsigned int nr_pages,
3749                                    struct page_cgroup *pc,
3750                                    struct mem_cgroup *from,
3751                                    struct mem_cgroup *to)
3752 {
3753         unsigned long flags;
3754         int ret;
3755         bool anon = PageAnon(page);
3756
3757         VM_BUG_ON(from == to);
3758         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
3759         /*
3760          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3761          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3762          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3763          * hold it.
3764          */
3765         ret = -EBUSY;
3766         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3767                 goto out;
3768
3769         lock_page_cgroup(pc);
3770
3771         ret = -EINVAL;
3772         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
3773                 goto unlock;
3774
3775         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
3776
3777         if (!anon && page_mapped(page)) {
3778                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup */
3779                 preempt_disable();
3780                 __this_cpu_dec(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
3781                 __this_cpu_inc(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
3782                 preempt_enable();
3783         }
3784         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, anon, -nr_pages);
3785
3786         /* caller should have done css_get */
3787         pc->mem_cgroup = to;
3788         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, anon, nr_pages);
3789         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
3790         ret = 0;
3791 unlock:
3792         unlock_page_cgroup(pc);
3793         /*
3794          * check events
3795          */
3796         memcg_check_events(to, page);
3797         memcg_check_events(from, page);
3798 out:
3799         return ret;
3800 }
3801
3802 /**
3803  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
3804  * @page: the page to move
3805  * @pc: page_cgroup of the page
3806  * @child: page's cgroup
3807  *
3808  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
3809  * parent (aka use_hierarchy==0).
3810  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
3811  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
3812  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
3813  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
3814  * on the next attempt and the call should be retried later.
3815  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
3816  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
3817  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
3818  * LRU or vanish.
3819  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
3820  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
3821  * disappear in the next attempt.
3822  */
3823 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
3824                                   struct page_cgroup *pc,
3825                                   struct mem_cgroup *child)
3826 {
3827         struct mem_cgroup *parent;
3828         unsigned int nr_pages;
3829         unsigned long uninitialized_var(flags);
3830         int ret;
3831
3832         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
3833
3834         ret = -EBUSY;
3835         if (!get_page_unless_zero(page))
3836                 goto out;
3837         if (isolate_lru_page(page))
3838                 goto put;
3839
3840         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
3841
3842         parent = parent_mem_cgroup(child);
3843         /*
3844          * If no parent, move charges to root cgroup.
3845          */
3846         if (!parent)
3847                 parent = root_mem_cgroup;
3848
3849         if (nr_pages > 1) {
3850                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3851                 flags = compound_lock_irqsave(page);
3852         }
3853
3854         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
3855                                 pc, child, parent);
3856         if (!ret)
3857                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
3858
3859         if (nr_pages > 1)
3860                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
3861         putback_lru_page(page);
3862 put:
3863         put_page(page);
3864 out:
3865         return ret;
3866 }
3867
3868 /*
3869  * Charge the memory controller for page usage.
3870  * Return
3871  * 0 if the charge was successful
3872  * < 0 if the cgroup is over its limit
3873  */
3874 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3875                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
3876 {
3877         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3878         unsigned int nr_pages = 1;
3879         bool oom = true;
3880         int ret;
3881
3882         if (PageTransHuge(page)) {
3883                 nr_pages <<= compound_order(page);
3884                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3885                 /*
3886                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
3887                  * fault handler will fall back to regular pages.
3888                  */
3889                 oom = false;
3890         }
3891
3892         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
3893         if (ret == -ENOMEM)
3894                 return ret;
3895         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, ctype, false);
3896         return 0;
3897 }
3898
3899 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
3900                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
3901 {
3902         if (mem_cgroup_disabled())
3903                 return 0;
3904         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3905         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3906         VM_BUG_ON(!mm);
3907         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
3908                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3909 }
3910
3911 /*
3912  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
3913  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
3914  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
3915  * "commit()" or removed by "cancel()"
3916  */
3917 static int __mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
3918                                           struct page *page,
3919                                           gfp_t mask,
3920                                           struct mem_cgroup **memcgp)
3921 {
3922         struct mem_cgroup *memcg;
3923         struct page_cgroup *pc;
3924         int ret;
3925
3926         pc = lookup_page_cgroup(page);
3927         /*
3928          * Every swap fault against a single page tries to charge the
3929          * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
3930          * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
3931          * the page lock, which serializes swap cache removal, which
3932          * in turn serializes uncharging.
3933          */
3934         if (PageCgroupUsed(pc))
3935                 return 0;
3936         if (!do_swap_account)
3937                 goto charge_cur_mm;
3938         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
3939         if (!memcg)
3940                 goto charge_cur_mm;
3941         *memcgp = memcg;
3942         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
3943         css_put(&memcg->css);
3944         if (ret == -EINTR)
3945                 ret = 0;
3946         return ret;
3947 charge_cur_mm:
3948         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
3949         if (ret == -EINTR)
3950                 ret = 0;
3951         return ret;
3952 }
3953
3954 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm, struct page *page,
3955                                  gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
3956 {
3957         *memcgp = NULL;
3958         if (mem_cgroup_disabled())
3959                 return 0;
3960         /*
3961          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already
3962          * updated the pte, and even removed page from swap cache: in
3963          * those cases unuse_pte()'s pte_same() test will fail; but
3964          * there's also a KSM case which does need to charge the page.
3965          */
3966         if (!PageSwapCache(page)) {
3967                 int ret;
3968
3969                 ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, 1, memcgp, true);
3970                 if (ret == -EINTR)
3971                         ret = 0;
3972                 return ret;
3973         }
3974         return __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, memcgp);
3975 }
3976
3977 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
3978 {
3979         if (mem_cgroup_disabled())
3980                 return;
3981         if (!memcg)
3982                 return;
3983         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
3984 }
3985
3986 static void
3987 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3988                                         enum charge_type ctype)
3989 {
3990         if (mem_cgroup_disabled())
3991                 return;
3992         if (!memcg)
3993                 return;
3994
3995         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
3996         /*
3997          * Now swap is on-memory. This means this page may be
3998          * counted both as mem and swap....double count.
3999          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
4000          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
4001          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
4002          */
4003         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
4004                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
4005                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
4006         }
4007 }
4008
4009 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
4010                                      struct mem_cgroup *memcg)
4011 {
4012         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
4013                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
4014 }
4015
4016 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
4017                                 gfp_t gfp_mask)
4018 {
4019         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4020         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4021         int ret;
4022
4023         if (mem_cgroup_disabled())
4024                 return 0;
4025         if (PageCompound(page))
4026                 return 0;
4027
4028         if (!PageSwapCache(page))
4029                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
4030         else { /* page is swapcache/shmem */
4031                 ret = __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page,
4032                                                      gfp_mask, &memcg);
4033                 if (!ret)
4034                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
4035         }
4036         return ret;
4037 }
4038
4039 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
4040                                    unsigned int nr_pages,
4041                                    const enum charge_type ctype)
4042 {
4043         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
4044         bool uncharge_memsw = true;
4045
4046         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
4047         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
4048                 uncharge_memsw = false;
4049
4050         batch = &current->memcg_batch;
4051         /*
4052          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
4053          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
4054          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
4055          */
4056         if (!batch->memcg)
4057                 batch->memcg = memcg;
4058         /*
4059          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
4060          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
4061          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
4062          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
4063          * because we want to do uncharge as soon as possible.
4064          */
4065
4066         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
4067                 goto direct_uncharge;
4068
4069         if (nr_pages > 1)
4070                 goto direct_uncharge;
4071
4072         /*
4073          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
4074          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
4075          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
4076          */
4077         if (batch->memcg != memcg)
4078                 goto direct_uncharge;
4079         /* remember freed charge and uncharge it later */
4080         batch->nr_pages++;
4081         if (uncharge_memsw)
4082                 batch->memsw_nr_pages++;
4083         return;
4084 direct_uncharge:
4085         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
4086         if (uncharge_memsw)
4087                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
4088         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
4089                 memcg_oom_recover(memcg);
4090 }
4091
4092 /*
4093  * uncharge if !page_mapped(page)
4094  */
4095 static struct mem_cgroup *
4096 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype,
4097                              bool end_migration)
4098 {
4099         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4100         unsigned int nr_pages = 1;
4101         struct page_cgroup *pc;
4102         bool anon;
4103
4104         if (mem_cgroup_disabled())
4105                 return NULL;
4106
4107         if (PageTransHuge(page)) {
4108                 nr_pages <<= compound_order(page);
4109                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
4110         }
4111         /*
4112          * Check if our page_cgroup is valid
4113          */
4114         pc = lookup_page_cgroup(page);
4115         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
4116                 return NULL;
4117
4118         lock_page_cgroup(pc);
4119
4120         memcg = pc->mem_cgroup;
4121
4122         if (!PageCgroupUsed(pc))
4123                 goto unlock_out;
4124
4125         anon = PageAnon(page);
4126
4127         switch (ctype) {
4128         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON:
4129                 /*
4130                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
4131                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
4132                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
4133                  */
4134                 anon = true;
4135                 /* fallthrough */
4136         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
4137                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
4138                 if (page_mapped(page))
4139                         goto unlock_out;
4140                 /*
4141                  * Pages under migration may not be uncharged.  But
4142                  * end_migration() /must/ be the one uncharging the
4143                  * unused post-migration page and so it has to call
4144                  * here with the migration bit still set.  See the
4145                  * res_counter handling below.
4146                  */
4147                 if (!end_migration && PageCgroupMigration(pc))
4148                         goto unlock_out;
4149                 break;
4150         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
4151                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
4152                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
4153                                 goto unlock_out;
4154                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
4155                                 goto unlock_out;
4156                 break;
4157         default:
4158                 break;
4159         }
4160
4161         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, -nr_pages);
4162
4163         ClearPageCgroupUsed(pc);
4164         /*
4165          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
4166          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
4167          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
4168          * special functions.
4169          */
4170
4171         unlock_page_cgroup(pc);
4172         /*
4173          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
4174          * will never be freed.
4175          */
4176         memcg_check_events(memcg, page);
4177         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
4178                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
4179                 mem_cgroup_get(memcg);
4180         }
4181         /*
4182          * Migration does not charge the res_counter for the
4183          * replacement page, so leave it alone when phasing out the
4184          * page that is unused after the migration.
4185          */
4186         if (!end_migration && !mem_cgroup_is_root(memcg))
4187                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
4188
4189         return memcg;
4190
4191 unlock_out:
4192         unlock_page_cgroup(pc);
4193         return NULL;
4194 }
4195
4196 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
4197 {
4198         /* early check. */
4199         if (page_mapped(page))
4200                 return;
4201         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
4202         /*
4203          * If the page is in swap cache, uncharge should be deferred
4204          * to the swap path, which also properly accounts swap usage
4205          * and handles memcg lifetime.
4206          *
4207          * Note that this check is not stable and reclaim may add the
4208          * page to swap cache at any time after this.  However, if the
4209          * page is not in swap cache by the time page->mapcount hits
4210          * 0, there won't be any page table references to the swap
4211          * slot, and reclaim will free it and not actually write the
4212          * page to disk.
4213          */
4214         if (PageSwapCache(page))
4215                 return;
4216         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
4217 }
4218
4219 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
4220 {
4221         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
4222         VM_BUG_ON(page->mapping);
4223         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE, false);
4224 }
4225
4226 /*
4227  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
4228  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
4229  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
4230  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
4231  * This may be called prural(2) times in a context,
4232  */
4233
4234 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
4235 {
4236         current->memcg_batch.do_batch++;
4237         /* We can do nest. */
4238         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
4239                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
4240                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
4241                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
4242         }
4243 }
4244
4245 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
4246 {
4247         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
4248
4249         if (!batch->do_batch)
4250                 return;
4251
4252         batch->do_batch--;
4253         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
4254                 return;
4255
4256         if (!batch->memcg)
4257                 return;
4258         /*
4259          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
4260          * bacause we hide charges behind us.
4261          */
4262         if (batch->nr_pages)
4263                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
4264                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
4265         if (batch->memsw_nr_pages)
4266                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
4267                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
4268         memcg_oom_recover(batch->memcg);
4269         /* forget this pointer (for sanity check) */
4270         batch->memcg = NULL;
4271 }
4272
4273 #ifdef CONFIG_SWAP
4274 /*
4275  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
4276  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
4277  */
4278 void
4279 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
4280 {
4281         struct mem_cgroup *memcg;
4282         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
4283
4284         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
4285                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
4286
4287         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype, false);
4288
4289         /*
4290          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
4291          * mem_cgroup_get() was called in uncharge().
4292          */
4293         if (do_swap_account && swapout && memcg)
4294                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
4295 }
4296 #endif
4297
4298 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4299 /*
4300  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
4301  * uncharge "memsw" account.
4302  */
4303 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
4304 {
4305         struct mem_cgroup *memcg;
4306         unsigned short id;
4307
4308         if (!do_swap_account)
4309                 return;
4310
4311         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
4312         rcu_read_lock();
4313         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
4314         if (memcg) {
4315                 /*
4316                  * We uncharge this because swap is freed.
4317                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
4318                  */
4319                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4320                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
4321                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
4322                 mem_cgroup_put(memcg);
4323         }
4324         rcu_read_unlock();
4325 }
4326
4327 /**
4328  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
4329  * @entry: swap entry to be moved
4330  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
4331  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
4332  *
4333  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
4334  * as the mem_cgroup's id of @from.
4335  *
4336  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
4337  *
4338  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
4339  * both res and memsw, and called css_get().
4340  */
4341 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4342                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4343 {
4344         unsigned short old_id, new_id;
4345
4346         old_id = css_id(&from->css);
4347         new_id = css_id(&to->css);
4348
4349         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
4350                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
4351                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
4352                 /*
4353                  * This function is only called from task migration context now.
4354                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
4355                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
4356                  * improvement. But we cannot postpone mem_cgroup_get(to)
4357                  * because if the process that has been moved to @to does
4358                  * swap-in, the refcount of @to might be decreased to 0.
4359                  */
4360                 mem_cgroup_get(to);
4361                 return 0;
4362         }
4363         return -EINVAL;
4364 }
4365 #else
4366 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4367                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4368 {
4369         return -EINVAL;
4370 }
4371 #endif
4372
4373 /*
4374  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
4375  * page belongs to.
4376  */
4377 void mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page, struct page *newpage,
4378                                   struct mem_cgroup **memcgp)
4379 {
4380         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4381         unsigned int nr_pages = 1;
4382         struct page_cgroup *pc;
4383         enum charge_type ctype;
4384
4385         *memcgp = NULL;
4386
4387         if (mem_cgroup_disabled())
4388                 return;
4389
4390         if (PageTransHuge(page))
4391                 nr_pages <<= compound_order(page);
4392
4393         pc = lookup_page_cgroup(page);
4394         lock_page_cgroup(pc);
4395         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4396                 memcg = pc->mem_cgroup;
4397                 css_get(&memcg->css);
4398                 /*
4399                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
4400                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
4401                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
4402                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
4403                  * until end_migration() is called
4404                  *
4405                  * Corner Case Thinking
4406                  * A)
4407                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
4408                  * while migration was ongoing.
4409                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
4410                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
4411                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
4412                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
4413                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
4414                  *
4415                  * B)
4416                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
4417                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
4418                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
4419                  * without charging it again.
4420                  *
4421                  * C)
4422                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
4423                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
4424                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
4425                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
4426                  */
4427                 if (PageAnon(page))
4428                         SetPageCgroupMigration(pc);
4429         }
4430         unlock_page_cgroup(pc);
4431         /*
4432          * If the page is not charged at this point,
4433          * we return here.
4434          */
4435         if (!memcg)
4436                 return;
4437
4438         *memcgp = memcg;
4439         /*
4440          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
4441          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
4442          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
4443          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
4444          */
4445         if (PageAnon(page))
4446                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON;
4447         else
4448                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4449         /*
4450          * The page is committed to the memcg, but it's not actually
4451          * charged to the res_counter since we plan on replacing the
4452          * old one and only one page is going to be left afterwards.
4453          */
4454         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, nr_pages, ctype, false);
4455 }
4456
4457 /* remove redundant charge if migration failed*/
4458 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
4459         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
4460 {
4461         struct page *used, *unused;
4462         struct page_cgroup *pc;
4463         bool anon;
4464
4465         if (!memcg)
4466                 return;
4467
4468         if (!migration_ok) {
4469                 used = oldpage;
4470                 unused = newpage;
4471         } else {
4472                 used = newpage;
4473                 unused = oldpage;
4474         }
4475         anon = PageAnon(used);
4476         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
4477                                      anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON
4478                                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE,
4479                                      true);
4480         css_put(&memcg->css);
4481         /*
4482          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
4483          * of the page goes down to zero, temporarly.
4484          * Clear the flag and check the page should be charged.
4485          */
4486         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4487         lock_page_cgroup(pc);
4488         ClearPageCgroupMigration(pc);
4489         unlock_page_cgroup(pc);
4490
4491         /*
4492          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
4493          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
4494          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
4495          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
4496          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
4497          * check. (see prepare_charge() also)
4498          */
4499         if (anon)
4500                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
4501 }
4502
4503 /*
4504  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
4505  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
4506  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
4507  */
4508 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
4509                                   struct page *newpage)
4510 {
4511         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4512         struct page_cgroup *pc;
4513         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4514
4515         if (mem_cgroup_disabled())
4516                 return;
4517
4518         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4519         /* fix accounting on old pages */
4520         lock_page_cgroup(pc);
4521         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4522                 memcg = pc->mem_cgroup;
4523                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, oldpage, false, -1);
4524                 ClearPageCgroupUsed(pc);
4525         }
4526         unlock_page_cgroup(pc);
4527
4528         /*
4529          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
4530          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
4531          */
4532         if (!memcg)
4533                 return;
4534         /*
4535          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
4536          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
4537          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
4538          */
4539         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
4540 }
4541
4542 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4543 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
4544 {
4545         struct page_cgroup *pc;
4546
4547         pc = lookup_page_cgroup(page);
4548         /*
4549          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
4550          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
4551          * or when mem_cgroup_disabled().
4552          */
4553         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
4554                 return pc;
4555         return NULL;
4556 }
4557
4558 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
4559 {
4560         if (mem_cgroup_disabled())
4561                 return false;
4562
4563         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
4564 }
4565
4566 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
4567 {
4568         struct page_cgroup *pc;
4569
4570         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
4571         if (pc) {
4572                 pr_alert("pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
4573                          pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
4574         }
4575 }
4576 #endif
4577
4578 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4579                                 unsigned long long val)
4580 {
4581         int retry_count;
4582         u64 memswlimit, memlimit;
4583         int ret = 0;
4584         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4585         u64 curusage, oldusage;
4586         int enlarge;
4587
4588         /*
4589          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
4590          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
4591          * of # of children which we should visit in this loop.
4592          */
4593         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
4594
4595         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4596
4597         enlarge = 0;
4598         while (retry_count) {
4599                 if (signal_pending(current)) {
4600                         ret = -EINTR;
4601                         break;
4602                 }
4603                 /*
4604                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4605                  * open coded manner. You see what this really does.
4606                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4607                  */
4608                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4609                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4610                 if (memswlimit < val) {
4611                         ret = -EINVAL;
4612                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4613                         break;
4614                 }
4615
4616                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4617                 if (memlimit < val)
4618                         enlarge = 1;
4619
4620                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
4621                 if (!ret) {
4622                         if (memswlimit == val)
4623                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4624                         else
4625                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4626                 }
4627                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4628
4629                 if (!ret)
4630                         break;
4631
4632                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4633                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4634                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4635                 /* Usage is reduced ? */
4636                 if (curusage >= oldusage)
4637                         retry_count--;
4638                 else
4639                         oldusage = curusage;
4640         }
4641         if (!ret && enlarge)
4642                 memcg_oom_recover(memcg);
4643
4644         return ret;
4645 }
4646
4647 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4648                                         unsigned long long val)
4649 {
4650         int retry_count;
4651         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
4652         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4653         int ret = -EBUSY;
4654         int enlarge = 0;
4655
4656         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
4657         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4658         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4659         while (retry_count) {
4660                 if (signal_pending(current)) {
4661                         ret = -EINTR;
4662                         break;
4663                 }
4664                 /*
4665                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4666                  * open coded manner. You see what this really does.
4667                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4668                  */
4669                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4670                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4671                 if (memlimit > val) {
4672                         ret = -EINVAL;
4673                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4674                         break;
4675                 }
4676                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4677                 if (memswlimit < val)
4678                         enlarge = 1;
4679                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
4680                 if (!ret) {
4681                         if (memlimit == val)
4682                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4683                         else
4684                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4685                 }
4686                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4687
4688                 if (!ret)
4689                         break;
4690
4691                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4692                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
4693                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4694                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4695                 /* Usage is reduced ? */
4696                 if (curusage >= oldusage)
4697                         retry_count--;
4698                 else
4699                         oldusage = curusage;
4700         }
4701         if (!ret && enlarge)
4702                 memcg_oom_recover(memcg);
4703         return ret;
4704 }
4705
4706 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
4707                                             gfp_t gfp_mask,
4708                                             unsigned long *total_scanned)
4709 {
4710         unsigned long nr_reclaimed = 0;
4711         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
4712         unsigned long reclaimed;
4713         int loop = 0;
4714         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
4715         unsigned long long excess;
4716         unsigned long nr_scanned;
4717
4718         if (order > 0)
4719                 return 0;
4720
4721         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
4722         /*
4723          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
4724          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
4725          * pressure
4726          */
4727         do {
4728                 if (next_mz)
4729                         mz = next_mz;
4730                 else
4731                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4732                 if (!mz)
4733                         break;
4734
4735                 nr_scanned = 0;
4736                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
4737                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
4738                 nr_reclaimed += reclaimed;
4739                 *total_scanned += nr_scanned;
4740                 spin_lock(&mctz->lock);
4741
4742                 /*
4743                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
4744                  * it is time to move on to the next cgroup
4745                  */
4746                 next_mz = NULL;
4747                 if (!reclaimed) {
4748                         do {
4749                                 /*
4750                                  * Loop until we find yet another one.
4751                                  *
4752                                  * By the time we get the soft_limit lock
4753                                  * again, someone might have aded the
4754                                  * group back on the RB tree. Iterate to
4755                                  * make sure we get a different mem.
4756                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
4757                                  * NULL if no other cgroup is present on
4758                                  * the tree
4759                                  */
4760                                 next_mz =
4761                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4762                                 if (next_mz == mz)
4763                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
4764                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
4765                                         break;
4766                         } while (1);
4767                 }
4768                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
4769                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
4770                 /*
4771                  * One school of thought says that we should not add
4772                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
4773                  * But our reclaim could return 0, simply because due
4774                  * to priority we are exposing a smaller subset of
4775                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
4776                  * term TODO.
4777                  */
4778                 /* If excess == 0, no tree ops */
4779                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->memcg, mz, mctz, excess);
4780                 spin_unlock(&mctz->lock);
4781                 css_put(&mz->memcg->css);
4782                 loop++;
4783                 /*
4784                  * Could not reclaim anything and there are no more
4785                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
4786                  * reclaiming anything.
4787                  */
4788                 if (!nr_reclaimed &&
4789                         (next_mz == NULL ||
4790                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
4791                         break;
4792         } while (!nr_reclaimed);
4793         if (next_mz)
4794                 css_put(&next_mz->memcg->css);
4795         return nr_reclaimed;
4796 }
4797
4798 /**
4799  * mem_cgroup_force_empty_list - clears LRU of a group
4800  * @memcg: group to clear
4801  * @node: NUMA node
4802  * @zid: zone id
4803  * @lru: lru to to clear
4804  *
4805  * Traverse a specified page_cgroup list and try to drop them all.  This doesn't
4806  * reclaim the pages page themselves - pages are moved to the parent (or root)
4807  * group.
4808  */
4809 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
4810                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
4811 {
4812         struct lruvec *lruvec;
4813         unsigned long flags;
4814         struct list_head *list;
4815         struct page *busy;
4816         struct zone *zone;
4817
4818         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
4819         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
4820         list = &lruvec->lists[lru];
4821
4822         busy = NULL;
4823         do {
4824                 struct page_cgroup *pc;
4825                 struct page *page;
4826
4827                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
4828                 if (list_empty(list)) {
4829                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4830                         break;
4831                 }
4832                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
4833                 if (busy == page) {
4834                         list_move(&page->lru, list);
4835                         busy = NULL;
4836                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4837                         continue;
4838                 }
4839                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4840
4841                 pc = lookup_page_cgroup(page);
4842
4843                 if (mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg)) {
4844                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
4845                         busy = page;
4846                         cond_resched();
4847                 } else
4848                         busy = NULL;
4849         } while (!list_empty(list));
4850 }
4851
4852 /*
4853  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task by moving
4854  * all the charges and pages to the parent.
4855  * This enables deleting this mem_cgroup.
4856  *
4857  * Caller is responsible for holding css reference on the memcg.
4858  */
4859 static void mem_cgroup_reparent_charges(struct mem_cgroup *memcg)
4860 {
4861         int node, zid;
4862         u64 usage;
4863
4864         do {
4865                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
4866                 lru_add_drain_all();
4867                 drain_all_stock_sync(memcg);
4868                 mem_cgroup_start_move(memcg);
4869                 for_each_node_state(node, N_MEMORY) {
4870                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4871                                 enum lru_list lru;
4872                                 for_each_lru(lru) {
4873                                         mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
4874                                                         node, zid, lru);
4875                                 }
4876                         }
4877                 }
4878                 mem_cgroup_end_move(memcg);
4879                 memcg_oom_recover(memcg);
4880                 cond_resched();
4881
4882                 /*
4883                  * Kernel memory may not necessarily be trackable to a specific
4884                  * process. So they are not migrated, and therefore we can't
4885                  * expect their value to drop to 0 here.
4886                  * Having res filled up with kmem only is enough.
4887                  *
4888                  * This is a safety check because mem_cgroup_force_empty_list
4889                  * could have raced with mem_cgroup_replace_page_cache callers
4890                  * so the lru seemed empty but the page could have been added
4891                  * right after the check. RES_USAGE should be safe as we always
4892                  * charge before adding to the LRU.
4893                  */
4894                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) -
4895                         res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE);
4896         } while (usage > 0);
4897 }
4898
4899 /*
4900  * This mainly exists for tests during the setting of set of use_hierarchy.
4901  * Since this is the very setting we are changing, the current hierarchy value
4902  * is meaningless
4903  */
4904 static inline bool __memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4905 {
4906         struct cgroup *pos;
4907
4908         /* bounce at first found */
4909         cgroup_for_each_child(pos, memcg->css.cgroup)
4910                 return true;
4911         return false;
4912 }
4913
4914 /*
4915  * Must be called with memcg_create_mutex held, unless the cgroup is guaranteed
4916  * to be already dead (as in mem_cgroup_force_empty, for instance).  This is
4917  * from mem_cgroup_count_children(), in the sense that we don't really care how
4918  * many children we have; we only need to know if we have any.  It also counts
4919  * any memcg without hierarchy as infertile.
4920  */
4921 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4922 {
4923         return memcg->use_hierarchy && __memcg_has_children(memcg);
4924 }
4925
4926 /*
4927  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
4928  * the rest to the parent.
4929  *
4930  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
4931  */
4932 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
4933 {
4934         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4935         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
4936
4937         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
4938         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
4939                 return -EBUSY;
4940
4941         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
4942         lru_add_drain_all();
4943         /* try to free all pages in this cgroup */
4944         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
4945                 int progress;
4946
4947                 if (signal_pending(current))
4948                         return -EINTR;
4949
4950                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
4951                                                 false);
4952                 if (!progress) {
4953                         nr_retries--;
4954                         /* maybe some writeback is necessary */
4955                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
4956                 }
4957
4958         }
4959         lru_add_drain();
4960         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
4961
4962         return 0;
4963 }
4964
4965 static int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup *cont, unsigned int event)
4966 {
4967         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4968         int ret;
4969
4970         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
4971                 return -EINVAL;
4972         css_get(&memcg->css);
4973         ret = mem_cgroup_force_empty(memcg);
4974         css_put(&memcg->css);
4975
4976         return ret;
4977 }
4978
4979
4980 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
4981 {
4982         return mem_cgroup_from_cont(cont)->use_hierarchy;
4983 }
4984
4985 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
4986                                         u64 val)
4987 {
4988         int retval = 0;
4989         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4990         struct cgroup *parent = cont->parent;
4991         struct mem_cgroup *parent_memcg = NULL;
4992
4993         if (parent)
4994                 parent_memcg = mem_cgroup_from_cont(parent);
4995
4996         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4997
4998         if (memcg->use_hierarchy == val)
4999                 goto out;
5000
5001         /*
5002          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
5003          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
5004          * occur, provided the current cgroup has no children.
5005          *
5006          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
5007          * set if there are no children.
5008          */
5009         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
5010                                 (val == 1 || val == 0)) {
5011                 if (!__memcg_has_children(memcg))
5012                         memcg->use_hierarchy = val;
5013                 else
5014                         retval = -EBUSY;
5015         } else
5016                 retval = -EINVAL;
5017
5018 out:
5019         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5020
5021         return retval;
5022 }
5023
5024
5025 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
5026                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
5027 {
5028         struct mem_cgroup *iter;
5029         long val = 0;
5030
5031         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
5032         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5033                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
5034
5035         if (val < 0) /* race ? */
5036                 val = 0;
5037         return val;
5038 }
5039
5040 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5041 {
5042         u64 val;
5043
5044         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5045                 if (!swap)
5046                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
5047                 else
5048                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
5049         }
5050
5051         /*
5052          * Transparent hugepages are still accounted for in MEM_CGROUP_STAT_RSS
5053          * as well as in MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE.
5054          */
5055         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
5056         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
5057
5058         if (swap)
5059                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
5060
5061         return val << PAGE_SHIFT;
5062 }
5063
5064 static ssize_t mem_cgroup_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5065                                struct file *file, char __user *buf,
5066                                size_t nbytes, loff_t *ppos)
5067 {
5068         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5069         char str[64];
5070         u64 val;
5071         int name, len;
5072         enum res_type type;
5073
5074         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5075         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5076
5077         switch (type) {
5078         case _MEM:
5079                 if (name == RES_USAGE)
5080                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
5081                 else
5082                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
5083                 break;
5084         case _MEMSWAP:
5085                 if (name == RES_USAGE)
5086                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
5087                 else
5088                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
5089                 break;
5090         case _KMEM:
5091                 val = res_counter_read_u64(&memcg->kmem, name);
5092                 break;
5093         default:
5094                 BUG();
5095         }
5096
5097         len = scnprintf(str, sizeof(str), "%llu\n", (unsigned long long)val);
5098         return simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, str, len);
5099 }
5100
5101 static int memcg_update_kmem_limit(struct cgroup *cont, u64 val)
5102 {
5103         int ret = -EINVAL;
5104 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5105         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5106         /*
5107          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
5108          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
5109          * already joined.
5110          *
5111          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
5112          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
5113          * place, which makes the value quite meaningless.
5114          *
5115          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
5116          * of course permitted.
5117          */
5118         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5119         mutex_lock(&set_limit_mutex);
5120         if (!memcg->kmem_account_flags && val != RESOURCE_MAX) {
5121                 if (cgroup_task_count(cont) || memcg_has_children(memcg)) {
5122                         ret = -EBUSY;
5123                         goto out;
5124                 }
5125                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
5126                 VM_BUG_ON(ret);
5127
5128                 ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
5129                 if (ret) {
5130                         res_counter_set_limit(&memcg->kmem, RESOURCE_MAX);
5131                         goto out;
5132                 }
5133                 static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5134                 /*
5135                  * setting the active bit after the inc will guarantee no one
5136                  * starts accounting before all call sites are patched
5137                  */
5138                 memcg_kmem_set_active(memcg);
5139
5140                 /*
5141                  * kmem charges can outlive the cgroup. In the case of slab
5142                  * pages, for instance, a page contain objects from various
5143                  * processes, so it is unfeasible to migrate them away. We
5144                  * need to reference count the memcg because of that.
5145                  */
5146                 mem_cgroup_get(memcg);
5147         } else
5148                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
5149 out:
5150         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
5151         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5152 #endif
5153         return ret;
5154 }
5155
5156 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5157 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5158 {
5159         int ret = 0;
5160         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5161         if (!parent)
5162                 goto out;
5163
5164         memcg->kmem_account_flags = parent->kmem_account_flags;
5165         /*
5166          * When that happen, we need to disable the static branch only on those
5167          * memcgs that enabled it. To achieve this, we would be forced to
5168          * complicate the code by keeping track of which memcgs were the ones
5169          * that actually enabled limits, and which ones got it from its
5170          * parents.
5171          *
5172          * It is a lot simpler just to do static_key_slow_inc() on every child
5173          * that is accounted.
5174          */
5175         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5176                 goto out;
5177
5178         /*
5179          * destroy(), called if we fail, will issue static_key_slow_inc() and
5180          * mem_cgroup_put() if kmem is enabled. We have to either call them
5181          * unconditionally, or clear the KMEM_ACTIVE flag. I personally find
5182          * this more consistent, since it always leads to the same destroy path
5183          */
5184         mem_cgroup_get(memcg);
5185         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5186
5187         mutex_lock(&set_limit_mutex);
5188         ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
5189         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
5190 out:
5191         return ret;
5192 }
5193 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
5194
5195 /*
5196  * The user of this function is...
5197  * RES_LIMIT.
5198  */
5199 static int mem_cgroup_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5200                             const char *buffer)
5201 {
5202         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5203         enum res_type type;
5204         int name;
5205         unsigned long long val;
5206         int ret;
5207
5208         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5209         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5210
5211         switch (name) {
5212         case RES_LIMIT:
5213                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
5214                         ret = -EINVAL;
5215                         break;
5216                 }
5217                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
5218                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5219                 if (ret)
5220                         break;
5221                 if (type == _MEM)
5222                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
5223                 else if (type == _MEMSWAP)
5224                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
5225                 else if (type == _KMEM)
5226                         ret = memcg_update_kmem_limit(cont, val);
5227                 else
5228                         return -EINVAL;
5229                 break;
5230         case RES_SOFT_LIMIT:
5231                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5232                 if (ret)
5233                         break;
5234                 /*
5235                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
5236                  * of semantics, for now, we support soft limits for
5237                  * control without swap
5238                  */
5239                 if (type == _MEM)
5240                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
5241                 else
5242                         ret = -EINVAL;
5243                 break;
5244         default:
5245                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
5246                 break;
5247         }
5248         return ret;
5249 }
5250
5251 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
5252                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
5253 {
5254         struct cgroup *cgroup;
5255         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
5256
5257         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5258         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5259         cgroup = memcg->css.cgroup;
5260         if (!memcg->use_hierarchy)
5261                 goto out;
5262
5263         while (cgroup->parent) {
5264                 cgroup = cgroup->parent;
5265                 memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
5266                 if (!memcg->use_hierarchy)
5267                         break;
5268                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5269                 min_limit = min(min_limit, tmp);
5270                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5271                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
5272         }
5273 out:
5274         *mem_limit = min_limit;
5275         *memsw_limit = min_memsw_limit;
5276 }
5277
5278 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup *cont, unsigned int event)
5279 {
5280         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5281         int name;
5282         enum res_type type;
5283
5284         type = MEMFILE_TYPE(event);
5285         name = MEMFILE_ATTR(event);
5286
5287         switch (name) {
5288         case RES_MAX_USAGE:
5289                 if (type == _MEM)
5290                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
5291                 else if (type == _MEMSWAP)
5292                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
5293                 else if (type == _KMEM)
5294                         res_counter_reset_max(&memcg->kmem);
5295                 else
5296                         return -EINVAL;
5297                 break;
5298         case RES_FAILCNT:
5299                 if (type == _MEM)
5300                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
5301                 else if (type == _MEMSWAP)
5302                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
5303                 else if (type == _KMEM)
5304                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->kmem);
5305                 else
5306                         return -EINVAL;
5307                 break;
5308         }
5309
5310         return 0;
5311 }
5312
5313 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup *cgrp,
5314                                         struct cftype *cft)
5315 {
5316         return mem_cgroup_from_cont(cgrp)->move_charge_at_immigrate;
5317 }
5318
5319 #ifdef CONFIG_MMU
5320 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
5321                                         struct cftype *cft, u64 val)
5322 {
5323         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5324
5325         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
5326                 return -EINVAL;
5327
5328         /*
5329          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
5330          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
5331          * on with stale data. This means that changes to this value will only
5332          * affect task migrations starting after the change.
5333          */
5334         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
5335         return 0;
5336 }
5337 #else
5338 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
5339                                         struct cftype *cft, u64 val)
5340 {
5341         return -ENOSYS;
5342 }
5343 #endif
5344
5345 #ifdef CONFIG_NUMA
5346 static int memcg_numa_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5347                                       struct seq_file *m)
5348 {
5349         int nid;
5350         unsigned long total_nr, file_nr, anon_nr, unevictable_nr;
5351         unsigned long node_nr;
5352         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5353
5354         total_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL);
5355         seq_printf(m, "total=%lu", total_nr);
5356         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5357                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL);
5358                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5359         }
5360         seq_putc(m, '\n');
5361
5362         file_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_FILE);
5363         seq_printf(m, "file=%lu", file_nr);
5364         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5365                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5366                                 LRU_ALL_FILE);
5367                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5368         }
5369         seq_putc(m, '\n');
5370
5371         anon_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_ANON);
5372         seq_printf(m, "anon=%lu", anon_nr);
5373         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5374                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5375                                 LRU_ALL_ANON);
5376                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5377         }
5378         seq_putc(m, '\n');
5379
5380         unevictable_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
5381         seq_printf(m, "unevictable=%lu", unevictable_nr);
5382         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5383                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5384                                 BIT(LRU_UNEVICTABLE));
5385                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5386         }
5387         seq_putc(m, '\n');
5388         return 0;
5389 }
5390 #endif /* CONFIG_NUMA */
5391
5392 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
5393 {
5394         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
5395 }
5396
5397 static int memcg_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5398                                  struct seq_file *m)
5399 {
5400         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5401         struct mem_cgroup *mi;
5402         unsigned int i;
5403
5404         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5405                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5406                         continue;
5407                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
5408                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
5409         }
5410
5411         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
5412                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
5413                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
5414
5415         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
5416                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
5417                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
5418
5419         /* Hierarchical information */
5420         {
5421                 unsigned long long limit, memsw_limit;
5422                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
5423                 seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n", limit);
5424                 if (do_swap_account)
5425                         seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
5426                                    memsw_limit);
5427         }
5428
5429         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5430                 long long val = 0;
5431
5432                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5433                         continue;
5434                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5435                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
5436                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
5437         }
5438
5439         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
5440                 unsigned long long val = 0;
5441
5442                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5443                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
5444                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
5445                            mem_cgroup_events_names[i], val);
5446         }
5447
5448         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
5449                 unsigned long long val = 0;
5450
5451                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5452                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
5453                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
5454         }
5455
5456 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5457         {
5458                 int nid, zid;
5459                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5460                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
5461                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
5462                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
5463
5464                 for_each_online_node(nid)
5465                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
5466                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
5467                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
5468
5469                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
5470                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
5471                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
5472                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
5473                         }
5474                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
5475                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
5476                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
5477                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
5478         }
5479 #endif
5480
5481         return 0;
5482 }
5483
5484 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
5485 {
5486         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5487
5488         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
5489 }
5490
5491 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
5492                                        u64 val)
5493 {
5494         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5495         struct mem_cgroup *parent;
5496
5497         if (val > 100)
5498                 return -EINVAL;
5499
5500         if (cgrp->parent == NULL)
5501                 return -EINVAL;
5502
5503         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
5504
5505         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5506
5507         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
5508         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5509                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5510                 return -EINVAL;
5511         }
5512
5513         memcg->swappiness = val;
5514
5515         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5516
5517         return 0;
5518 }
5519
5520 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5521 {
5522         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
5523         u64 usage;
5524         int i;
5525
5526         rcu_read_lock();
5527         if (!swap)
5528                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
5529         else
5530                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
5531
5532         if (!t)
5533                 goto unlock;
5534
5535         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
5536
5537         /*
5538          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
5539          * If it's not true, a threshold was crossed after last
5540          * call of __mem_cgroup_threshold().
5541          */
5542         i = t->current_threshold;
5543
5544         /*
5545          * Iterate backward over array of thresholds starting from
5546          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
5547          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
5548          * only one element of the array here.
5549          */
5550         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
5551                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5552
5553         /* i = current_threshold + 1 */
5554         i++;
5555
5556         /*
5557          * Iterate forward over array of thresholds starting from
5558          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
5559          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
5560          * only one element of the array here.
5561          */
5562         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
5563                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5564
5565         /* Update current_threshold */
5566         t->current_threshold = i - 1;
5567 unlock:
5568         rcu_read_unlock();
5569 }
5570
5571 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
5572 {
5573         while (memcg) {
5574                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
5575                 if (do_swap_account)
5576                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
5577
5578                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5579         }
5580 }
5581
5582 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
5583 {
5584         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
5585         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
5586
5587         if (_a->threshold > _b->threshold)
5588                 return 1;
5589
5590         if (_a->threshold < _b->threshold)
5591                 return -1;
5592
5593         return 0;
5594 }
5595
5596 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
5597 {
5598         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
5599
5600         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
5601                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
5602         return 0;
5603 }
5604
5605 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
5606 {
5607         struct mem_cgroup *iter;
5608
5609         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5610                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
5611 }
5612
5613 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup *cgrp,
5614         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5615 {
5616         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5617         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5618         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5619         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5620         u64 threshold, usage;
5621         int i, size, ret;
5622
5623         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
5624         if (ret)
5625                 return ret;
5626
5627         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5628
5629         if (type == _MEM)
5630                 thresholds = &memcg->thresholds;
5631         else if (type == _MEMSWAP)
5632                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5633         else
5634                 BUG();
5635
5636         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5637
5638         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
5639         if (thresholds->primary)
5640                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5641
5642         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
5643
5644         /* Allocate memory for new array of thresholds */
5645         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5646                         GFP_KERNEL);
5647         if (!new) {
5648                 ret = -ENOMEM;
5649                 goto unlock;
5650         }
5651         new->size = size;
5652
5653         /* Copy thresholds (if any) to new array */
5654         if (thresholds->primary) {
5655                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
5656                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
5657         }
5658
5659         /* Add new threshold */
5660         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
5661         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
5662
5663         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
5664         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5665                         compare_thresholds, NULL);
5666
5667         /* Find current threshold */
5668         new->current_threshold = -1;
5669         for (i = 0; i < size; i++) {
5670                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
5671                         /*
5672                          * new->current_threshold will not be used until
5673                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5674                          * it here.
5675                          */
5676                         ++new->current_threshold;
5677                 } else
5678                         break;
5679         }
5680
5681         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
5682         kfree(thresholds->spare);
5683         thresholds->spare = thresholds->primary;
5684
5685         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5686
5687         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5688         synchronize_rcu();
5689
5690 unlock:
5691         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5692
5693         return ret;
5694 }
5695
5696 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
5697         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5698 {
5699         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5700         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5701         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5702         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5703         u64 usage;
5704         int i, j, size;
5705
5706         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5707         if (type == _MEM)
5708                 thresholds = &memcg->thresholds;
5709         else if (type == _MEMSWAP)
5710                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5711         else
5712                 BUG();
5713
5714         if (!thresholds->primary)
5715                 goto unlock;
5716
5717         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5718
5719         /* Check if a threshold crossed before removing */
5720         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5721
5722         /* Calculate new number of threshold */
5723         size = 0;
5724         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5725                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
5726                         size++;
5727         }
5728
5729         new = thresholds->spare;
5730
5731         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
5732         if (!size) {
5733                 kfree(new);
5734                 new = NULL;
5735                 goto swap_buffers;
5736         }
5737
5738         new->size = size;
5739
5740         /* Copy thresholds and find current threshold */
5741         new->current_threshold = -1;
5742         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5743                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
5744                         continue;
5745
5746                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
5747                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
5748                         /*
5749                          * new->current_threshold will not be used
5750                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5751                          * it here.
5752                          */
5753                         ++new->current_threshold;
5754                 }
5755                 j++;
5756         }
5757
5758 swap_buffers:
5759         /* Swap primary and spare array */
5760         thresholds->spare = thresholds->primary;
5761         /* If all events are unregistered, free the spare array */
5762         if (!new) {
5763                 kfree(thresholds->spare);
5764                 thresholds->spare = NULL;
5765         }
5766
5767         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5768
5769         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5770         synchronize_rcu();
5771 unlock:
5772         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5773 }
5774
5775 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup *cgrp,
5776         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5777 {
5778         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5779         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
5780         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5781
5782         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5783         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5784         if (!event)
5785                 return -ENOMEM;
5786
5787         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5788
5789         event->eventfd = eventfd;
5790         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
5791
5792         /* already in OOM ? */
5793         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5794                 eventfd_signal(eventfd, 1);
5795         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5796
5797         return 0;
5798 }
5799
5800 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
5801         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5802 {
5803         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5804         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
5805         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5806
5807         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5808
5809         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5810
5811         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
5812                 if (ev->eventfd == eventfd) {
5813                         list_del(&ev->list);
5814                         kfree(ev);
5815                 }
5816         }
5817
5818         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5819 }
5820
5821 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup *cgrp,
5822         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
5823 {
5824         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5825
5826         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", memcg->oom_kill_disable);
5827
5828         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5829                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
5830         else
5831                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
5832         return 0;
5833 }
5834
5835 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup *cgrp,
5836         struct cftype *cft, u64 val)
5837 {
5838         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5839         struct mem_cgroup *parent;
5840
5841         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
5842         if (!cgrp->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
5843                 return -EINVAL;
5844
5845         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
5846
5847         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5848         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
5849         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5850                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5851                 return -EINVAL;
5852         }
5853         memcg->oom_kill_disable = val;
5854         if (!val)
5855                 memcg_oom_recover(memcg);
5856         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5857         return 0;
5858 }
5859
5860 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5861 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5862 {
5863         int ret;
5864
5865         memcg->kmemcg_id = -1;
5866         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
5867         if (ret)
5868                 return ret;
5869
5870         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
5871 }
5872
5873 static void kmem_cgroup_destroy(struct mem_cgroup *memcg)
5874 {
5875         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
5876
5877         memcg_kmem_mark_dead(memcg);
5878
5879         if (res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0)
5880                 return;
5881
5882         /*
5883          * Charges already down to 0, undo mem_cgroup_get() done in the charge
5884          * path here, being careful not to race with memcg_uncharge_kmem: it is
5885          * possible that the charges went down to 0 between mark_dead and the
5886          * res_counter read, so in that case, we don't need the put
5887          */
5888         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
5889                 mem_cgroup_put(memcg);
5890 }
5891 #else
5892 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5893 {
5894         return 0;
5895 }
5896
5897 static void kmem_cgroup_destroy(struct mem_cgroup *memcg)
5898 {
5899 }
5900 #endif
5901
5902 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
5903         {
5904                 .name = "usage_in_bytes",
5905                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
5906                 .read = mem_cgroup_read,
5907                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
5908                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
5909         },
5910         {
5911                 .name = "max_usage_in_bytes",
5912                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
5913                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5914                 .read = mem_cgroup_read,
5915         },
5916         {
5917                 .name = "limit_in_bytes",
5918                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
5919                 .write_string = mem_cgroup_write,
5920                 .read = mem_cgroup_read,
5921         },
5922         {
5923                 .name = "soft_limit_in_bytes",
5924                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
5925                 .write_string = mem_cgroup_write,
5926                 .read = mem_cgroup_read,
5927         },
5928         {
5929                 .name = "failcnt",
5930                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
5931                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5932                 .read = mem_cgroup_read,
5933         },
5934         {
5935                 .name = "stat",
5936                 .read_seq_string = memcg_stat_show,
5937         },
5938         {
5939                 .name = "force_empty",
5940                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
5941         },
5942         {
5943                 .name = "use_hierarchy",
5944                 .flags = CFTYPE_INSANE,
5945                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
5946                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
5947         },
5948         {
5949                 .name = "swappiness",
5950                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
5951                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
5952         },
5953         {
5954                 .name = "move_charge_at_immigrate",
5955                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
5956                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
5957         },
5958         {
5959                 .name = "oom_control",
5960                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
5961                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
5962                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
5963                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
5964                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
5965         },
5966         {
5967                 .name = "pressure_level",
5968                 .register_event = vmpressure_register_event,
5969                 .unregister_event = vmpressure_unregister_event,
5970         },
5971 #ifdef CONFIG_NUMA
5972         {
5973                 .name = "numa_stat",
5974                 .read_seq_string = memcg_numa_stat_show,
5975         },
5976 #endif
5977 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5978         {
5979                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
5980                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
5981                 .write_string = mem_cgroup_write,
5982                 .read = mem_cgroup_read,
5983         },
5984         {
5985                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
5986                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
5987                 .read = mem_cgroup_read,
5988         },
5989         {
5990                 .name = "kmem.failcnt",
5991                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
5992                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5993                 .read = mem_cgroup_read,
5994         },
5995         {
5996                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
5997                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
5998                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5999                 .read = mem_cgroup_read,
6000         },
6001 #ifdef CONFIG_SLABINFO
6002         {
6003                 .name = "kmem.slabinfo",
6004                 .read_seq_string = mem_cgroup_slabinfo_read,
6005         },
6006 #endif
6007 #endif
6008         { },    /* terminate */
6009 };
6010
6011 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6012 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
6013         {
6014                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
6015                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
6016                 .read = mem_cgroup_read,
6017                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
6018                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
6019         },
6020         {
6021                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
6022                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
6023                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6024                 .read = mem_cgroup_read,
6025         },
6026         {
6027                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
6028                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
6029                 .write_string = mem_cgroup_write,
6030                 .read = mem_cgroup_read,
6031         },
6032         {
6033                 .name = "memsw.failcnt",
6034                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
6035                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6036                 .read = mem_cgroup_read,
6037         },
6038         { },    /* terminate */
6039 };
6040 #endif
6041 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6042 {
6043         struct mem_cgroup_per_node *pn;
6044         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
6045         int zone, tmp = node;
6046         /*
6047          * This routine is called against possible nodes.
6048          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
6049          *
6050          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
6051          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
6052          *       function.
6053          */
6054         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6055                 tmp = -1;
6056         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
6057         if (!pn)
6058                 return 1;
6059
6060         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6061                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
6062                 lruvec_init(&mz->lruvec);
6063                 mz->usage_in_excess = 0;
6064                 mz->on_tree = false;
6065                 mz->memcg = memcg;
6066         }
6067         memcg->info.nodeinfo[node] = pn;
6068         return 0;
6069 }
6070
6071 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6072 {
6073         kfree(memcg->info.nodeinfo[node]);
6074 }
6075
6076 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
6077 {
6078         struct mem_cgroup *memcg;
6079         size_t size = memcg_size();
6080
6081         /* Can be very big if nr_node_ids is very big */
6082         if (size < PAGE_SIZE)
6083                 memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
6084         else
6085                 memcg = vzalloc(size);
6086
6087         if (!memcg)
6088                 return NULL;
6089
6090         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
6091         if (!memcg->stat)
6092                 goto out_free;
6093         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
6094         return memcg;
6095
6096 out_free:
6097         if (size < PAGE_SIZE)
6098                 kfree(memcg);
6099         else
6100                 vfree(memcg);
6101         return NULL;
6102 }
6103
6104 /*
6105  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
6106  * (scanning all at force_empty is too costly...)
6107  *
6108  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
6109  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
6110  * it goes down to 0.
6111  *
6112  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
6113  */
6114
6115 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
6116 {
6117         int node;
6118         size_t size = memcg_size();
6119
6120         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
6121         free_css_id(&mem_cgroup_subsys, &memcg->css);
6122
6123         for_each_node(node)
6124                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
6125
6126         free_percpu(memcg->stat);
6127
6128         /*
6129          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
6130          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
6131          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
6132          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
6133          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
6134          *
6135          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
6136          * to move this code around, and make sure it is outside
6137          * the cgroup_lock.
6138          */
6139         disarm_static_keys(memcg);
6140         if (size < PAGE_SIZE)
6141                 kfree(memcg);
6142         else
6143                 vfree(memcg);
6144 }
6145
6146
6147 /*
6148  * Helpers for freeing a kmalloc()ed/vzalloc()ed mem_cgroup by RCU,
6149  * but in process context.  The work_freeing structure is overlaid
6150  * on the rcu_freeing structure, which itself is overlaid on memsw.
6151  */
6152 static void free_work(struct work_struct *work)
6153 {
6154         struct mem_cgroup *memcg;
6155
6156         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, work_freeing);
6157         __mem_cgroup_free(memcg);
6158 }
6159
6160 static void free_rcu(struct rcu_head *rcu_head)
6161 {
6162         struct mem_cgroup *memcg;
6163
6164         memcg = container_of(rcu_head, struct mem_cgroup, rcu_freeing);
6165         INIT_WORK(&memcg->work_freeing, free_work);
6166         schedule_work(&memcg->work_freeing);
6167 }
6168
6169 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg)
6170 {
6171         atomic_inc(&memcg->refcnt);
6172 }
6173
6174 static void __mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg, int count)
6175 {
6176         if (atomic_sub_and_test(count, &memcg->refcnt)) {
6177                 struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
6178                 call_rcu(&memcg->rcu_freeing, free_rcu);
6179                 if (parent)
6180                         mem_cgroup_put(parent);
6181         }
6182 }
6183
6184 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg)
6185 {
6186         __mem_cgroup_put(memcg, 1);
6187 }
6188
6189 /*
6190  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
6191  */
6192 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
6193 {
6194         if (!memcg->res.parent)
6195                 return NULL;
6196         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
6197 }
6198 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
6199
6200 static void __init mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
6201 {
6202         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
6203         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
6204         int tmp, node, zone;
6205
6206         for_each_node(node) {
6207                 tmp = node;
6208                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6209                         tmp = -1;
6210                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
6211                 BUG_ON(!rtpn);
6212
6213                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
6214
6215                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6216                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
6217                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
6218                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
6219                 }
6220         }
6221 }
6222
6223 static struct cgroup_subsys_state * __ref
6224 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup *cont)
6225 {
6226         struct mem_cgroup *memcg;
6227         long error = -ENOMEM;
6228         int node;
6229
6230         memcg = mem_cgroup_alloc();
6231         if (!memcg)
6232                 return ERR_PTR(error);
6233
6234         for_each_node(node)
6235                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
6236                         goto free_out;
6237
6238         /* root ? */
6239         if (cont->parent == NULL) {
6240                 root_mem_cgroup = memcg;
6241                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6242                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6243                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6244         }
6245
6246         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
6247         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
6248         atomic_set(&memcg->refcnt, 1);
6249         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
6250         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
6251         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
6252         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
6253
6254         return &memcg->css;
6255
6256 free_out:
6257         __mem_cgroup_free(memcg);
6258         return ERR_PTR(error);
6259 }
6260
6261 static int
6262 mem_cgroup_css_online(struct cgroup *cont)
6263 {
6264         struct mem_cgroup *memcg, *parent;
6265         int error = 0;
6266
6267         if (!cont->parent)
6268                 return 0;
6269
6270         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
6271         memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
6272         parent = mem_cgroup_from_cont(cont->parent);
6273
6274         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
6275         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
6276         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
6277
6278         if (parent->use_hierarchy) {
6279                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
6280                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
6281                 res_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
6282
6283                 /*
6284                  * We increment refcnt of the parent to ensure that we can
6285                  * safely access it on res_counter_charge/uncharge.
6286                  * This refcnt will be decremented when freeing this
6287                  * mem_cgroup(see mem_cgroup_put).
6288                  */
6289                 mem_cgroup_get(parent);
6290         } else {
6291                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6292                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6293                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6294                 /*
6295                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
6296                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
6297                  * unfortunate state in our controller.
6298                  */
6299                 if (parent != root_mem_cgroup)
6300                         mem_cgroup_subsys.broken_hierarchy = true;
6301         }
6302
6303         error = memcg_init_kmem(memcg, &mem_cgroup_subsys);
6304         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
6305         return error;
6306 }
6307
6308 /*
6309  * Announce all parents that a group from their hierarchy is gone.
6310  */
6311 static void mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *memcg)
6312 {
6313         struct mem_cgroup *parent = memcg;
6314
6315         while ((parent = parent_mem_cgroup(parent)))
6316                 atomic_inc(&parent->dead_count);
6317
6318         /*
6319          * if the root memcg is not hierarchical we have to check it
6320          * explicitely.
6321          */
6322         if (!root_mem_cgroup->use_hierarchy)
6323                 atomic_inc(&root_mem_cgroup->dead_count);
6324 }
6325
6326 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup *cont)
6327 {
6328         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
6329
6330         mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(memcg);
6331         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
6332         mem_cgroup_destroy_all_caches(memcg);
6333 }
6334
6335 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup *cont)
6336 {
6337         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
6338
6339         kmem_cgroup_destroy(memcg);
6340
6341         mem_cgroup_put(memcg);
6342 }
6343