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