]> Pileus Git - ~andy/linux/blob - mm/memcontrol.c
65e7bec4b0f0b8fdce3eac1dc9281c413a7ed47a
[~andy/linux] / 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/slab.h>
43 #include <linux/swap.h>
44 #include <linux/swapops.h>
45 #include <linux/spinlock.h>
46 #include <linux/eventfd.h>
47 #include <linux/sort.h>
48 #include <linux/fs.h>
49 #include <linux/seq_file.h>
50 #include <linux/vmalloc.h>
51 #include <linux/vmpressure.h>
52 #include <linux/mm_inline.h>
53 #include <linux/page_cgroup.h>
54 #include <linux/cpu.h>
55 #include <linux/oom.h>
56 #include "internal.h"
57 #include <net/sock.h>
58 #include <net/ip.h>
59 #include <net/tcp_memcontrol.h>
60
61 #include <asm/uaccess.h>
62
63 #include <trace/events/vmscan.h>
64
65 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys __read_mostly;
66 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_subsys);
67
68 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
69 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
70
71 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
72 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
73 int do_swap_account __read_mostly;
74
75 /* for remember boot option*/
76 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
77 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
78 #else
79 static int really_do_swap_account __initdata = 0;
80 #endif
81
82 #else
83 #define do_swap_account         0
84 #endif
85
86
87 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
88         "cache",
89         "rss",
90         "rss_huge",
91         "mapped_file",
92         "writeback",
93         "swap",
94 };
95
96 enum mem_cgroup_events_index {
97         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
98         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
99         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
100         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
101         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
102 };
103
104 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
105         "pgpgin",
106         "pgpgout",
107         "pgfault",
108         "pgmajfault",
109 };
110
111 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
112         "inactive_anon",
113         "active_anon",
114         "inactive_file",
115         "active_file",
116         "unevictable",
117 };
118
119 /*
120  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
121  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
122  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
123  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
124  */
125 enum mem_cgroup_events_target {
126         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
127         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
128         MEM_CGROUP_NTARGETS,
129 };
130 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
131 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
132 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
133
134 struct mem_cgroup_stat_cpu {
135         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
136         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
137         unsigned long nr_page_events;
138         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
139 };
140
141 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
142         /*
143          * last scanned hierarchy member. Valid only if last_dead_count
144          * matches memcg->dead_count of the hierarchy root group.
145          */
146         struct mem_cgroup *last_visited;
147         unsigned long last_dead_count;
148
149         /* scan generation, increased every round-trip */
150         unsigned int generation;
151 };
152
153 /*
154  * per-zone information in memory controller.
155  */
156 struct mem_cgroup_per_zone {
157         struct lruvec           lruvec;
158         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
159
160         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
161
162         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
163                                                 /* use container_of        */
164 };
165
166 struct mem_cgroup_per_node {
167         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
168 };
169
170 struct mem_cgroup_threshold {
171         struct eventfd_ctx *eventfd;
172         u64 threshold;
173 };
174
175 /* For threshold */
176 struct mem_cgroup_threshold_ary {
177         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
178         int current_threshold;
179         /* Size of entries[] */
180         unsigned int size;
181         /* Array of thresholds */
182         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
183 };
184
185 struct mem_cgroup_thresholds {
186         /* Primary thresholds array */
187         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
188         /*
189          * Spare threshold array.
190          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
191          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
192          */
193         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
194 };
195
196 /* for OOM */
197 struct mem_cgroup_eventfd_list {
198         struct list_head list;
199         struct eventfd_ctx *eventfd;
200 };
201
202 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
203 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
204
205 /*
206  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
207  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
208  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
209  * to help the administrator determine what knobs to tune.
210  *
211  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
212  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
213  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
214  * a feature that will be implemented much later in the future.
215  */
216 struct mem_cgroup {
217         struct cgroup_subsys_state css;
218         /*
219          * the counter to account for memory usage
220          */
221         struct res_counter res;
222
223         /* vmpressure notifications */
224         struct vmpressure vmpressure;
225
226         /*
227          * the counter to account for mem+swap usage.
228          */
229         struct res_counter memsw;
230
231         /*
232          * the counter to account for kernel memory usage.
233          */
234         struct res_counter kmem;
235         /*
236          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
237          */
238         bool use_hierarchy;
239         unsigned long kmem_account_flags; /* See KMEM_ACCOUNTED_*, below */
240
241         bool            oom_lock;
242         atomic_t        under_oom;
243         atomic_t        oom_wakeups;
244
245         int     swappiness;
246         /* OOM-Killer disable */
247         int             oom_kill_disable;
248
249         /* set when res.limit == memsw.limit */
250         bool            memsw_is_minimum;
251
252         /* protect arrays of thresholds */
253         struct mutex thresholds_lock;
254
255         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
256         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
257
258         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
259         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
260
261         /* For oom notifier event fd */
262         struct list_head oom_notify;
263
264         /*
265          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
266          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
267          */
268         unsigned long move_charge_at_immigrate;
269         /*
270          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
271          */
272         atomic_t        moving_account;
273         /* taken only while moving_account > 0 */
274         spinlock_t      move_lock;
275         /*
276          * percpu counter.
277          */
278         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
279         /*
280          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
281          * See mem_cgroup_read_stat().
282          */
283         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
284         spinlock_t pcp_counter_lock;
285
286         atomic_t        dead_count;
287 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
288         struct tcp_memcontrol tcp_mem;
289 #endif
290 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
291         /* analogous to slab_common's slab_caches list. per-memcg */
292         struct list_head memcg_slab_caches;
293         /* Not a spinlock, we can take a lot of time walking the list */
294         struct mutex slab_caches_mutex;
295         /* Index in the kmem_cache->memcg_params->memcg_caches array */
296         int kmemcg_id;
297 #endif
298
299         int last_scanned_node;
300 #if MAX_NUMNODES > 1
301         nodemask_t      scan_nodes;
302         atomic_t        numainfo_events;
303         atomic_t        numainfo_updating;
304 #endif
305
306         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[0];
307         /* WARNING: nodeinfo must be the last member here */
308 };
309
310 static size_t memcg_size(void)
311 {
312         return sizeof(struct mem_cgroup) +
313                 nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node);
314 }
315
316 /* internal only representation about the status of kmem accounting. */
317 enum {
318         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE = 0, /* accounted by this cgroup itself */
319         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, /* static key enabled. */
320         KMEM_ACCOUNTED_DEAD, /* dead memcg with pending kmem charges */
321 };
322
323 /* We account when limit is on, but only after call sites are patched */
324 #define KMEM_ACCOUNTED_MASK \
325                 ((1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE) | (1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED))
326
327 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
328 static inline void memcg_kmem_set_active(struct mem_cgroup *memcg)
329 {
330         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
331 }
332
333 static bool memcg_kmem_is_active(struct mem_cgroup *memcg)
334 {
335         return test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
336 }
337
338 static void memcg_kmem_set_activated(struct mem_cgroup *memcg)
339 {
340         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
341 }
342
343 static void memcg_kmem_clear_activated(struct mem_cgroup *memcg)
344 {
345         clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
346 }
347
348 static void memcg_kmem_mark_dead(struct mem_cgroup *memcg)
349 {
350         /*
351          * Our caller must use css_get() first, because memcg_uncharge_kmem()
352          * will call css_put() if it sees the memcg is dead.
353          */
354         smp_wmb();
355         if (test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags))
356                 set_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD, &memcg->kmem_account_flags);
357 }
358
359 static bool memcg_kmem_test_and_clear_dead(struct mem_cgroup *memcg)
360 {
361         return test_and_clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD,
362                                   &memcg->kmem_account_flags);
363 }
364 #endif
365
366 /* Stuffs for move charges at task migration. */
367 /*
368  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" and
369  * "immigrate_flags" are treated as a left-shifted bitmap of these types.
370  */
371 enum move_type {
372         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
373         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
374         NR_MOVE_TYPE,
375 };
376
377 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
378 static struct move_charge_struct {
379         spinlock_t        lock; /* for from, to */
380         struct mem_cgroup *from;
381         struct mem_cgroup *to;
382         unsigned long immigrate_flags;
383         unsigned long precharge;
384         unsigned long moved_charge;
385         unsigned long moved_swap;
386         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
387         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
388 } mc = {
389         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
390         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
391 };
392
393 static bool move_anon(void)
394 {
395         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON, &mc.immigrate_flags);
396 }
397
398 static bool move_file(void)
399 {
400         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE, &mc.immigrate_flags);
401 }
402
403 /*
404  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
405  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
406  */
407 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
408
409 enum charge_type {
410         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
411         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
412         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
413         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
414         NR_CHARGE_TYPE,
415 };
416
417 /* for encoding cft->private value on file */
418 enum res_type {
419         _MEM,
420         _MEMSWAP,
421         _OOM_TYPE,
422         _KMEM,
423 };
424
425 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
426 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
427 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
428 /* Used for OOM nofiier */
429 #define OOM_CONTROL             (0)
430
431 /*
432  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
433  */
434 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
435 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
436 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
437 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
438
439 /*
440  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
441  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
442  * appearing has to hold it as well.
443  */
444 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
445
446 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
447 {
448         return s ? container_of(s, struct mem_cgroup, css) : NULL;
449 }
450
451 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
452 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
453 {
454         if (!memcg)
455                 memcg = root_mem_cgroup;
456         return &memcg->vmpressure;
457 }
458
459 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
460 {
461         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
462 }
463
464 struct vmpressure *css_to_vmpressure(struct cgroup_subsys_state *css)
465 {
466         return &mem_cgroup_from_css(css)->vmpressure;
467 }
468
469 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
470 {
471         return (memcg == root_mem_cgroup);
472 }
473
474 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
475 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
476
477 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
478 {
479         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
480                 struct mem_cgroup *memcg;
481                 struct cg_proto *cg_proto;
482
483                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
484
485                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
486                  * filled. It won't however, necessarily happen from
487                  * process context. So the test for root memcg given
488                  * the current task's memcg won't help us in this case.
489                  *
490                  * Respecting the original socket's memcg is a better
491                  * decision in this case.
492                  */
493                 if (sk->sk_cgrp) {
494                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
495                         css_get(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
496                         return;
497                 }
498
499                 rcu_read_lock();
500                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
501                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
502                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
503                     memcg_proto_active(cg_proto) && css_tryget(&memcg->css)) {
504                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
505                 }
506                 rcu_read_unlock();
507         }
508 }
509 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
510
511 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
512 {
513         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
514                 struct mem_cgroup *memcg;
515                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
516                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
517                 css_put(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
518         }
519 }
520
521 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
522 {
523         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
524                 return NULL;
525
526         return &memcg->tcp_mem.cg_proto;
527 }
528 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
529
530 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
531 {
532         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem.cg_proto))
533                 return;
534         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
535 }
536 #else
537 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
538 {
539 }
540 #endif
541
542 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
543 /*
544  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params->memcg_caches.
545  * There are two main reasons for not using the css_id for this:
546  *  1) this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
547  *     but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
548  *     memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
549  *     200 entry array for that.
550  *
551  *  2) In order not to violate the cgroup API, we would like to do all memory
552  *     allocation in ->create(). At that point, we haven't yet allocated the
553  *     css_id. Having a separate index prevents us from messing with the cgroup
554  *     core for this
555  *
556  * The current size of the caches array is stored in
557  * memcg_limited_groups_array_size.  It will double each time we have to
558  * increase it.
559  */
560 static DEFINE_IDA(kmem_limited_groups);
561 int memcg_limited_groups_array_size;
562
563 /*
564  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
565  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
566  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
567  * tunable, but that is strictly not necessary.
568  *
569  * MAX_SIZE should be as large as the number of css_ids. Ideally, we could get
570  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
571  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
572  * css_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
573  * increase ours as well if it increases.
574  */
575 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
576 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE 65535
577
578 /*
579  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
580  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
581  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
582  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
583  */
584 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
585 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
586
587 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
588 {
589         if (memcg_kmem_is_active(memcg)) {
590                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
591                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg->kmemcg_id);
592         }
593         /*
594          * This check can't live in kmem destruction function,
595          * since the charges will outlive the cgroup
596          */
597         WARN_ON(res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0);
598 }
599 #else
600 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
601 {
602 }
603 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
604
605 static void disarm_static_keys(struct mem_cgroup *memcg)
606 {
607         disarm_sock_keys(memcg);
608         disarm_kmem_keys(memcg);
609 }
610
611 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
612
613 static struct mem_cgroup_per_zone *
614 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
615 {
616         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
617         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
618 }
619
620 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
621 {
622         return &memcg->css;
623 }
624
625 static struct mem_cgroup_per_zone *
626 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
627 {
628         int nid = page_to_nid(page);
629         int zid = page_zonenum(page);
630
631         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
632 }
633
634 /*
635  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
636  *
637  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
638  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
639  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
640  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
641  *
642  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
643  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
644  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
645  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
646  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
647  *
648  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
649  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
650  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
651  * implemented.
652  */
653 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
654                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
655 {
656         long val = 0;
657         int cpu;
658
659         get_online_cpus();
660         for_each_online_cpu(cpu)
661                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
662 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
663         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
664         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
665         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
666 #endif
667         put_online_cpus();
668         return val;
669 }
670
671 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
672                                          bool charge)
673 {
674         int val = (charge) ? 1 : -1;
675         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
676 }
677
678 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
679                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
680 {
681         unsigned long val = 0;
682         int cpu;
683
684         for_each_online_cpu(cpu)
685                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
686 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
687         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
688         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
689         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
690 #endif
691         return val;
692 }
693
694 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
695                                          struct page *page,
696                                          bool anon, int nr_pages)
697 {
698         preempt_disable();
699
700         /*
701          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
702          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
703          */
704         if (anon)
705                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
706                                 nr_pages);
707         else
708                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
709                                 nr_pages);
710
711         if (PageTransHuge(page))
712                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
713                                 nr_pages);
714
715         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
716         if (nr_pages > 0)
717                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
718         else {
719                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
720                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
721         }
722
723         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
724
725         preempt_enable();
726 }
727
728 unsigned long
729 mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
730 {
731         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
732
733         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
734         return mz->lru_size[lru];
735 }
736
737 static unsigned long
738 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
739                         unsigned int lru_mask)
740 {
741         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
742         enum lru_list lru;
743         unsigned long ret = 0;
744
745         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
746
747         for_each_lru(lru) {
748                 if (BIT(lru) & lru_mask)
749                         ret += mz->lru_size[lru];
750         }
751         return ret;
752 }
753
754 static unsigned long
755 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
756                         int nid, unsigned int lru_mask)
757 {
758         u64 total = 0;
759         int zid;
760
761         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
762                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
763                                                 nid, zid, lru_mask);
764
765         return total;
766 }
767
768 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
769                         unsigned int lru_mask)
770 {
771         int nid;
772         u64 total = 0;
773
774         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
775                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
776         return total;
777 }
778
779 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
780                                        enum mem_cgroup_events_target target)
781 {
782         unsigned long val, next;
783
784         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
785         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
786         /* from time_after() in jiffies.h */
787         if ((long)next - (long)val < 0) {
788                 switch (target) {
789                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
790                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
791                         break;
792                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
793                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
794                         break;
795                 default:
796                         break;
797                 }
798                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
799                 return true;
800         }
801         return false;
802 }
803
804 /*
805  * Check events in order.
806  *
807  */
808 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
809 {
810         preempt_disable();
811         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
812         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
813                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
814                 bool do_numainfo __maybe_unused;
815
816 #if MAX_NUMNODES > 1
817                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
818                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
819 #endif
820                 preempt_enable();
821
822                 mem_cgroup_threshold(memcg);
823 #if MAX_NUMNODES > 1
824                 if (unlikely(do_numainfo))
825                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
826 #endif
827         } else
828                 preempt_enable();
829 }
830
831 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
832 {
833         /*
834          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
835          * if it races with swapoff, page migration, etc.
836          * So this can be called with p == NULL.
837          */
838         if (unlikely(!p))
839                 return NULL;
840
841         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, mem_cgroup_subsys_id));
842 }
843
844 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
845 {
846         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
847
848         if (!mm)
849                 return NULL;
850         /*
851          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
852          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
853          * pessimistic (rather than adding locks here).
854          */
855         rcu_read_lock();
856         do {
857                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
858                 if (unlikely(!memcg))
859                         break;
860         } while (!css_tryget(&memcg->css));
861         rcu_read_unlock();
862         return memcg;
863 }
864
865 /*
866  * Returns a next (in a pre-order walk) alive memcg (with elevated css
867  * ref. count) or NULL if the whole root's subtree has been visited.
868  *
869  * helper function to be used by mem_cgroup_iter
870  */
871 static struct mem_cgroup *__mem_cgroup_iter_next(struct mem_cgroup *root,
872                 struct mem_cgroup *last_visited)
873 {
874         struct cgroup_subsys_state *prev_css, *next_css;
875
876         prev_css = last_visited ? &last_visited->css : NULL;
877 skip_node:
878         next_css = css_next_descendant_pre(prev_css, &root->css);
879
880         /*
881          * Even if we found a group we have to make sure it is
882          * alive. css && !memcg means that the groups should be
883          * skipped and we should continue the tree walk.
884          * last_visited css is safe to use because it is
885          * protected by css_get and the tree walk is rcu safe.
886          */
887         if (next_css) {
888                 struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_css(next_css);
889
890                 if (css_tryget(&mem->css))
891                         return mem;
892                 else {
893                         prev_css = next_css;
894                         goto skip_node;
895                 }
896         }
897
898         return NULL;
899 }
900
901 static void mem_cgroup_iter_invalidate(struct mem_cgroup *root)
902 {
903         /*
904          * When a group in the hierarchy below root is destroyed, the
905          * hierarchy iterator can no longer be trusted since it might
906          * have pointed to the destroyed group.  Invalidate it.
907          */
908         atomic_inc(&root->dead_count);
909 }
910
911 static struct mem_cgroup *
912 mem_cgroup_iter_load(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
913                      struct mem_cgroup *root,
914                      int *sequence)
915 {
916         struct mem_cgroup *position = NULL;
917         /*
918          * A cgroup destruction happens in two stages: offlining and
919          * release.  They are separated by a RCU grace period.
920          *
921          * If the iterator is valid, we may still race with an
922          * offlining.  The RCU lock ensures the object won't be
923          * released, tryget will fail if we lost the race.
924          */
925         *sequence = atomic_read(&root->dead_count);
926         if (iter->last_dead_count == *sequence) {
927                 smp_rmb();
928                 position = iter->last_visited;
929                 if (position && !css_tryget(&position->css))
930                         position = NULL;
931         }
932         return position;
933 }
934
935 static void mem_cgroup_iter_update(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
936                                    struct mem_cgroup *last_visited,
937                                    struct mem_cgroup *new_position,
938                                    int sequence)
939 {
940         if (last_visited)
941                 css_put(&last_visited->css);
942         /*
943          * We store the sequence count from the time @last_visited was
944          * loaded successfully instead of rereading it here so that we
945          * don't lose destruction events in between.  We could have
946          * raced with the destruction of @new_position after all.
947          */
948         iter->last_visited = new_position;
949         smp_wmb();
950         iter->last_dead_count = sequence;
951 }
952
953 /**
954  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
955  * @root: hierarchy root
956  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
957  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
958  *
959  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
960  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
961  *
962  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
963  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
964  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
965  *
966  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
967  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
968  * reclaimers operating on the same zone and priority.
969  */
970 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
971                                    struct mem_cgroup *prev,
972                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
973 {
974         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
975         struct mem_cgroup *last_visited = NULL;
976
977         if (mem_cgroup_disabled())
978                 return NULL;
979
980         if (!root)
981                 root = root_mem_cgroup;
982
983         if (prev && !reclaim)
984                 last_visited = prev;
985
986         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
987                 if (prev)
988                         goto out_css_put;
989                 return root;
990         }
991
992         rcu_read_lock();
993         while (!memcg) {
994                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
995                 int uninitialized_var(seq);
996
997                 if (reclaim) {
998                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
999                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
1000                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1001
1002                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
1003                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
1004                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation) {
1005                                 iter->last_visited = NULL;
1006                                 goto out_unlock;
1007                         }
1008
1009                         last_visited = mem_cgroup_iter_load(iter, root, &seq);
1010                 }
1011
1012                 memcg = __mem_cgroup_iter_next(root, last_visited);
1013
1014                 if (reclaim) {
1015                         mem_cgroup_iter_update(iter, last_visited, memcg, seq);
1016
1017                         if (!memcg)
1018                                 iter->generation++;
1019                         else if (!prev && memcg)
1020                                 reclaim->generation = iter->generation;
1021                 }
1022
1023                 if (prev && !memcg)
1024                         goto out_unlock;
1025         }
1026 out_unlock:
1027         rcu_read_unlock();
1028 out_css_put:
1029         if (prev && prev != root)
1030                 css_put(&prev->css);
1031
1032         return memcg;
1033 }
1034
1035 /**
1036  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1037  * @root: hierarchy root
1038  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1039  */
1040 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1041                            struct mem_cgroup *prev)
1042 {
1043         if (!root)
1044                 root = root_mem_cgroup;
1045         if (prev && prev != root)
1046                 css_put(&prev->css);
1047 }
1048
1049 /*
1050  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1051  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1052  * be used for reference counting.
1053  */
1054 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1055         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1056              iter != NULL;                              \
1057              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1058
1059 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1060         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1061              iter != NULL;                              \
1062              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1063
1064 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1065 {
1066         struct mem_cgroup *memcg;
1067
1068         rcu_read_lock();
1069         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1070         if (unlikely(!memcg))
1071                 goto out;
1072
1073         switch (idx) {
1074         case PGFAULT:
1075                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1076                 break;
1077         case PGMAJFAULT:
1078                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1079                 break;
1080         default:
1081                 BUG();
1082         }
1083 out:
1084         rcu_read_unlock();
1085 }
1086 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1087
1088 /**
1089  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1090  * @zone: zone of the wanted lruvec
1091  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1092  *
1093  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1094  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1095  * is disabled.
1096  */
1097 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1098                                       struct mem_cgroup *memcg)
1099 {
1100         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1101         struct lruvec *lruvec;
1102
1103         if (mem_cgroup_disabled()) {
1104                 lruvec = &zone->lruvec;
1105                 goto out;
1106         }
1107
1108         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1109         lruvec = &mz->lruvec;
1110 out:
1111         /*
1112          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1113          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1114          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1115          */
1116         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1117                 lruvec->zone = zone;
1118         return lruvec;
1119 }
1120
1121 /*
1122  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1123  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1124  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1125  *
1126  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1127  * 1. charge
1128  * 2. moving account
1129  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1130  * It is added to LRU before charge.
1131  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1132  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1133  */
1134
1135 /**
1136  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1137  * @page: the page
1138  * @zone: zone of the page
1139  */
1140 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1141 {
1142         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1143         struct mem_cgroup *memcg;
1144         struct page_cgroup *pc;
1145         struct lruvec *lruvec;
1146
1147         if (mem_cgroup_disabled()) {
1148                 lruvec = &zone->lruvec;
1149                 goto out;
1150         }
1151
1152         pc = lookup_page_cgroup(page);
1153         memcg = pc->mem_cgroup;
1154
1155         /*
1156          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1157          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1158          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1159          *
1160          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1161          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1162          * of pc->mem_cgroup safe.
1163          */
1164         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1165                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1166
1167         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1168         lruvec = &mz->lruvec;
1169 out:
1170         /*
1171          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1172          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1173          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1174          */
1175         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1176                 lruvec->zone = zone;
1177         return lruvec;
1178 }
1179
1180 /**
1181  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1182  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1183  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1184  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1185  *
1186  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1187  * lru list.
1188  */
1189 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1190                                 int nr_pages)
1191 {
1192         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1193         unsigned long *lru_size;
1194
1195         if (mem_cgroup_disabled())
1196                 return;
1197
1198         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1199         lru_size = mz->lru_size + lru;
1200         *lru_size += nr_pages;
1201         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1202 }
1203
1204 /*
1205  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1206  * hierarchy subtree
1207  */
1208 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1209                                   struct mem_cgroup *memcg)
1210 {
1211         if (root_memcg == memcg)
1212                 return true;
1213         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1214                 return false;
1215         return css_is_ancestor(&memcg->css, &root_memcg->css);
1216 }
1217
1218 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1219                                        struct mem_cgroup *memcg)
1220 {
1221         bool ret;
1222
1223         rcu_read_lock();
1224         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1225         rcu_read_unlock();
1226         return ret;
1227 }
1228
1229 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task,
1230                         const struct mem_cgroup *memcg)
1231 {
1232         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1233         struct task_struct *p;
1234         bool ret;
1235
1236         p = find_lock_task_mm(task);
1237         if (p) {
1238                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1239                 task_unlock(p);
1240         } else {
1241                 /*
1242                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1243                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1244                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1245                  */
1246                 rcu_read_lock();
1247                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1248                 if (curr)
1249                         css_get(&curr->css);
1250                 rcu_read_unlock();
1251         }
1252         if (!curr)
1253                 return false;
1254         /*
1255          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1256          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1257          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1258          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1259          */
1260         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1261         css_put(&curr->css);
1262         return ret;
1263 }
1264
1265 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1266 {
1267         unsigned long inactive_ratio;
1268         unsigned long inactive;
1269         unsigned long active;
1270         unsigned long gb;
1271
1272         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1273         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1274
1275         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1276         if (gb)
1277                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1278         else
1279                 inactive_ratio = 1;
1280
1281         return inactive * inactive_ratio < active;
1282 }
1283
1284 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1285         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1286
1287 /**
1288  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1289  * @memcg: the memory cgroup
1290  *
1291  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1292  * pages.
1293  */
1294 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1295 {
1296         unsigned long long margin;
1297
1298         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1299         if (do_swap_account)
1300                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1301         return margin >> PAGE_SHIFT;
1302 }
1303
1304 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1305 {
1306         /* root ? */
1307         if (!css_parent(&memcg->css))
1308                 return vm_swappiness;
1309
1310         return memcg->swappiness;
1311 }
1312
1313 /*
1314  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1315  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1316  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1317  * rcu_read_lock(), like this:
1318  *
1319  *         CPU-A                                    CPU-B
1320  *                                              rcu_read_lock()
1321  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1322  *                                                   take heavy locks.
1323  *         synchronize_rcu()                    update something.
1324  *                                              rcu_read_unlock()
1325  *         start move here.
1326  */
1327
1328 /* for quick checking without looking up memcg */
1329 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1330
1331 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1332 {
1333         atomic_inc(&memcg_moving);
1334         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1335         synchronize_rcu();
1336 }
1337
1338 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1339 {
1340         /*
1341          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1342          * We check NULL in callee rather than caller.
1343          */
1344         if (memcg) {
1345                 atomic_dec(&memcg_moving);
1346                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1347         }
1348 }
1349
1350 /*
1351  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1352  *
1353  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1354  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1355  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1356  *
1357  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1358  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1359  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1360  */
1361
1362 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1363 {
1364         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1365         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1366 }
1367
1368 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1369 {
1370         struct mem_cgroup *from;
1371         struct mem_cgroup *to;
1372         bool ret = false;
1373         /*
1374          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1375          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1376          */
1377         spin_lock(&mc.lock);
1378         from = mc.from;
1379         to = mc.to;
1380         if (!from)
1381                 goto unlock;
1382
1383         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1384                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1385 unlock:
1386         spin_unlock(&mc.lock);
1387         return ret;
1388 }
1389
1390 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1391 {
1392         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1393                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1394                         DEFINE_WAIT(wait);
1395                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1396                         /* moving charge context might have finished. */
1397                         if (mc.moving_task)
1398                                 schedule();
1399                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1400                         return true;
1401                 }
1402         }
1403         return false;
1404 }
1405
1406 /*
1407  * Take this lock when
1408  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1409  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1410  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1411  */
1412 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1413                                   unsigned long *flags)
1414 {
1415         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1416 }
1417
1418 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1419                                 unsigned long *flags)
1420 {
1421         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1422 }
1423
1424 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1425 /**
1426  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1427  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1428  * @p: Task that is going to be killed
1429  *
1430  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1431  * enabled
1432  */
1433 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1434 {
1435         struct cgroup *task_cgrp;
1436         struct cgroup *mem_cgrp;
1437         /*
1438          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1439          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1440          * If this assumption is broken, revisit this code.
1441          */
1442         static char memcg_name[PATH_MAX];
1443         int ret;
1444         struct mem_cgroup *iter;
1445         unsigned int i;
1446
1447         if (!p)
1448                 return;
1449
1450         rcu_read_lock();
1451
1452         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1453         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1454
1455         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1456         if (ret < 0) {
1457                 /*
1458                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1459                  * But we'll still print out the usage information
1460                  */
1461                 rcu_read_unlock();
1462                 goto done;
1463         }
1464         rcu_read_unlock();
1465
1466         pr_info("Task in %s killed", memcg_name);
1467
1468         rcu_read_lock();
1469         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1470         if (ret < 0) {
1471                 rcu_read_unlock();
1472                 goto done;
1473         }
1474         rcu_read_unlock();
1475
1476         /*
1477          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1478          */
1479         pr_cont(" as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1480 done:
1481
1482         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1483                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1484                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1485                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1486         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1487                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1488                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1489                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1490         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1491                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) >> 10,
1492                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_LIMIT) >> 10,
1493                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_FAILCNT));
1494
1495         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1496                 pr_info("Memory cgroup stats");
1497
1498                 rcu_read_lock();
1499                 ret = cgroup_path(iter->css.cgroup, memcg_name, PATH_MAX);
1500                 if (!ret)
1501                         pr_cont(" for %s", memcg_name);
1502                 rcu_read_unlock();
1503                 pr_cont(":");
1504
1505                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1506                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1507                                 continue;
1508                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1509                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1510                 }
1511
1512                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1513                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1514                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1515
1516                 pr_cont("\n");
1517         }
1518 }
1519
1520 /*
1521  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1522  * 1(self count) if no children.
1523  */
1524 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1525 {
1526         int num = 0;
1527         struct mem_cgroup *iter;
1528
1529         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1530                 num++;
1531         return num;
1532 }
1533
1534 /*
1535  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1536  */
1537 static u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1538 {
1539         u64 limit;
1540
1541         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1542
1543         /*
1544          * Do not consider swap space if we cannot swap due to swappiness
1545          */
1546         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1547                 u64 memsw;
1548
1549                 limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1550                 memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1551
1552                 /*
1553                  * If memsw is finite and limits the amount of swap space
1554                  * available to this memcg, return that limit.
1555                  */
1556                 limit = min(limit, memsw);
1557         }
1558
1559         return limit;
1560 }
1561
1562 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1563                                      int order)
1564 {
1565         struct mem_cgroup *iter;
1566         unsigned long chosen_points = 0;
1567         unsigned long totalpages;
1568         unsigned int points = 0;
1569         struct task_struct *chosen = NULL;
1570
1571         /*
1572          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1573          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1574          * quickly exit and free its memory.
1575          */
1576         if (fatal_signal_pending(current) || current->flags & PF_EXITING) {
1577                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1578                 return;
1579         }
1580
1581         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1582         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) >> PAGE_SHIFT ? : 1;
1583         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1584                 struct css_task_iter it;
1585                 struct task_struct *task;
1586
1587                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
1588                 while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1589                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1590                                                         false)) {
1591                         case OOM_SCAN_SELECT:
1592                                 if (chosen)
1593                                         put_task_struct(chosen);
1594                                 chosen = task;
1595                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1596                                 get_task_struct(chosen);
1597                                 /* fall through */
1598                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1599                                 continue;
1600                         case OOM_SCAN_ABORT:
1601                                 css_task_iter_end(&it);
1602                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1603                                 if (chosen)
1604                                         put_task_struct(chosen);
1605                                 return;
1606                         case OOM_SCAN_OK:
1607                                 break;
1608                         };
1609                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1610                         if (points > chosen_points) {
1611                                 if (chosen)
1612                                         put_task_struct(chosen);
1613                                 chosen = task;
1614                                 chosen_points = points;
1615                                 get_task_struct(chosen);
1616                         }
1617                 }
1618                 css_task_iter_end(&it);
1619         }
1620
1621         if (!chosen)
1622                 return;
1623         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1624         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1625                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1626 }
1627
1628 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1629                                         gfp_t gfp_mask,
1630                                         unsigned long flags)
1631 {
1632         unsigned long total = 0;
1633         bool noswap = false;
1634         int loop;
1635
1636         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1637                 noswap = true;
1638         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1639                 noswap = true;
1640
1641         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1642                 if (loop)
1643                         drain_all_stock_async(memcg);
1644                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1645                 /*
1646                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1647                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1648                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1649                  */
1650                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1651                         break;
1652                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1653                         break;
1654                 /*
1655                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1656                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1657                  */
1658                 if (loop && !total)
1659                         break;
1660         }
1661         return total;
1662 }
1663
1664 #if MAX_NUMNODES > 1
1665 /**
1666  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1667  * @memcg: the target memcg
1668  * @nid: the node ID to be checked.
1669  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1670  *
1671  * This function returns whether the specified memcg contains any
1672  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1673  * pages in the node.
1674  */
1675 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1676                 int nid, bool noswap)
1677 {
1678         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1679                 return true;
1680         if (noswap || !total_swap_pages)
1681                 return false;
1682         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1683                 return true;
1684         return false;
1685
1686 }
1687
1688 /*
1689  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1690  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1691  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1692  *
1693  */
1694 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1695 {
1696         int nid;
1697         /*
1698          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1699          * pagein/pageout changes since the last update.
1700          */
1701         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1702                 return;
1703         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1704                 return;
1705
1706         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1707         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1708
1709         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1710
1711                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1712                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1713         }
1714
1715         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1716         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1717 }
1718
1719 /*
1720  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1721  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1722  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1723  *
1724  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1725  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1726  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1727  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1728  *
1729  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1730  */
1731 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1732 {
1733         int node;
1734
1735         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1736         node = memcg->last_scanned_node;
1737
1738         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1739         if (node == MAX_NUMNODES)
1740                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1741         /*
1742          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1743          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1744          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1745          * we use curret node.
1746          */
1747         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1748                 node = numa_node_id();
1749
1750         memcg->last_scanned_node = node;
1751         return node;
1752 }
1753
1754 #else
1755 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1756 {
1757         return 0;
1758 }
1759
1760 #endif
1761
1762 /*
1763  * A group is eligible for the soft limit reclaim under the given root
1764  * hierarchy if
1765  *      a) it is over its soft limit
1766  *      b) any parent up the hierarchy is over its soft limit
1767  */
1768 bool mem_cgroup_soft_reclaim_eligible(struct mem_cgroup *memcg,
1769                 struct mem_cgroup *root)
1770 {
1771         struct mem_cgroup *parent = memcg;
1772
1773         if (res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res))
1774                 return true;
1775
1776         /*
1777          * If any parent up to the root in the hierarchy is over its soft limit
1778          * then we have to obey and reclaim from this group as well.
1779          */
1780         while ((parent = parent_mem_cgroup(parent))) {
1781                 if (res_counter_soft_limit_excess(&parent->res))
1782                         return true;
1783                 if (parent == root)
1784                         break;
1785         }
1786
1787         return false;
1788 }
1789
1790 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1791
1792 /*
1793  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1794  * If someone is running, return false.
1795  */
1796 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1797 {
1798         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1799
1800         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1801
1802         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1803                 if (iter->oom_lock) {
1804                         /*
1805                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1806                          * so we cannot give a lock.
1807                          */
1808                         failed = iter;
1809                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1810                         break;
1811                 } else
1812                         iter->oom_lock = true;
1813         }
1814
1815         if (failed) {
1816                 /*
1817                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1818                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1819                  */
1820                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1821                         if (iter == failed) {
1822                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1823                                 break;
1824                         }
1825                         iter->oom_lock = false;
1826                 }
1827         }
1828
1829         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1830
1831         return !failed;
1832 }
1833
1834 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1835 {
1836         struct mem_cgroup *iter;
1837
1838         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1839         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1840                 iter->oom_lock = false;
1841         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1842 }
1843
1844 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1845 {
1846         struct mem_cgroup *iter;
1847
1848         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1849                 atomic_inc(&iter->under_oom);
1850 }
1851
1852 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1853 {
1854         struct mem_cgroup *iter;
1855
1856         /*
1857          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1858          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
1859          * atomic_add_unless() here.
1860          */
1861         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1862                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
1863 }
1864
1865 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1866
1867 struct oom_wait_info {
1868         struct mem_cgroup *memcg;
1869         wait_queue_t    wait;
1870 };
1871
1872 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1873         unsigned mode, int sync, void *arg)
1874 {
1875         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1876         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1877         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1878
1879         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1880         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1881
1882         /*
1883          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
1884          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
1885          */
1886         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
1887                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
1888                 return 0;
1889         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1890 }
1891
1892 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1893 {
1894         atomic_inc(&memcg->oom_wakeups);
1895         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
1896         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1897 }
1898
1899 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1900 {
1901         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
1902                 memcg_wakeup_oom(memcg);
1903 }
1904
1905 /*
1906  * try to call OOM killer
1907  */
1908 static void mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1909 {
1910         bool locked;
1911         int wakeups;
1912
1913         if (!current->memcg_oom.may_oom)
1914                 return;
1915
1916         current->memcg_oom.in_memcg_oom = 1;
1917
1918         /*
1919          * As with any blocking lock, a contender needs to start
1920          * listening for wakeups before attempting the trylock,
1921          * otherwise it can miss the wakeup from the unlock and sleep
1922          * indefinitely.  This is just open-coded because our locking
1923          * is so particular to memcg hierarchies.
1924          */
1925         wakeups = atomic_read(&memcg->oom_wakeups);
1926         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1927
1928         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1929
1930         if (locked)
1931                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1932
1933         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1934                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1935                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order);
1936                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1937                 /*
1938                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
1939                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
1940                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
1941                  */
1942                 memcg_oom_recover(memcg);
1943         } else {
1944                 /*
1945                  * A system call can just return -ENOMEM, but if this
1946                  * is a page fault and somebody else is handling the
1947                  * OOM already, we need to sleep on the OOM waitqueue
1948                  * for this memcg until the situation is resolved.
1949                  * Which can take some time because it might be
1950                  * handled by a userspace task.
1951                  *
1952                  * However, this is the charge context, which means
1953                  * that we may sit on a large call stack and hold
1954                  * various filesystem locks, the mmap_sem etc. and we
1955                  * don't want the OOM handler to deadlock on them
1956                  * while we sit here and wait.  Store the current OOM
1957                  * context in the task_struct, then return -ENOMEM.
1958                  * At the end of the page fault handler, with the
1959                  * stack unwound, pagefault_out_of_memory() will check
1960                  * back with us by calling
1961                  * mem_cgroup_oom_synchronize(), possibly putting the
1962                  * task to sleep.
1963                  */
1964                 current->memcg_oom.oom_locked = locked;
1965                 current->memcg_oom.wakeups = wakeups;
1966                 css_get(&memcg->css);
1967                 current->memcg_oom.wait_on_memcg = memcg;
1968         }
1969 }
1970
1971 /**
1972  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1973  *
1974  * This has to be called at the end of a page fault if the the memcg
1975  * OOM handler was enabled and the fault is returning %VM_FAULT_OOM.
1976  *
1977  * Memcg supports userspace OOM handling, so failed allocations must
1978  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1979  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1980  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1981  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1982  * the end of the page fault to put the task to sleep and clean up the
1983  * OOM state.
1984  *
1985  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1986  * finalized, %false otherwise.
1987  */
1988 bool mem_cgroup_oom_synchronize(void)
1989 {
1990         struct oom_wait_info owait;
1991         struct mem_cgroup *memcg;
1992
1993         /* OOM is global, do not handle */
1994         if (!current->memcg_oom.in_memcg_oom)
1995                 return false;
1996
1997         /*
1998          * We invoked the OOM killer but there is a chance that a kill
1999          * did not free up any charges.  Everybody else might already
2000          * be sleeping, so restart the fault and keep the rampage
2001          * going until some charges are released.
2002          */
2003         memcg = current->memcg_oom.wait_on_memcg;
2004         if (!memcg)
2005                 goto out;
2006
2007         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
2008                 goto out_memcg;
2009
2010         owait.memcg = memcg;
2011         owait.wait.flags = 0;
2012         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2013         owait.wait.private = current;
2014         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
2015
2016         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2017         /* Only sleep if we didn't miss any wakeups since OOM */
2018         if (atomic_read(&memcg->oom_wakeups) == current->memcg_oom.wakeups)
2019                 schedule();
2020         finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2021 out_memcg:
2022         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2023         if (current->memcg_oom.oom_locked) {
2024                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2025                 /*
2026                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
2027                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
2028                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
2029                  */
2030                 memcg_oom_recover(memcg);
2031         }
2032         css_put(&memcg->css);
2033         current->memcg_oom.wait_on_memcg = NULL;
2034 out:
2035         current->memcg_oom.in_memcg_oom = 0;
2036         return true;
2037 }
2038
2039 /*
2040  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
2041  * generalized to update other statistics as well.
2042  *
2043  * Notes: Race condition
2044  *
2045  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
2046  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
2047  * to do so _always_.
2048  *
2049  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
2050  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
2051  * are no race with "charge".
2052  *
2053  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
2054  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
2055  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
2056  * by flags.
2057  *
2058  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
2059  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
2060  * If there is, we take a lock.
2061  */
2062
2063 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
2064                                 bool *locked, unsigned long *flags)
2065 {
2066         struct mem_cgroup *memcg;
2067         struct page_cgroup *pc;
2068
2069         pc = lookup_page_cgroup(page);
2070 again:
2071         memcg = pc->mem_cgroup;
2072         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2073                 return;
2074         /*
2075          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
2076          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
2077          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
2078          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
2079          */
2080         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
2081                 return;
2082
2083         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2084         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2085                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2086                 goto again;
2087         }
2088         *locked = true;
2089 }
2090
2091 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
2092 {
2093         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2094
2095         /*
2096          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
2097          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
2098          * should take move_lock_mem_cgroup().
2099          */
2100         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
2101 }
2102
2103 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
2104                                  enum mem_cgroup_stat_index idx, int val)
2105 {
2106         struct mem_cgroup *memcg;
2107         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2108         unsigned long uninitialized_var(flags);
2109
2110         if (mem_cgroup_disabled())
2111                 return;
2112
2113         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
2114         memcg = pc->mem_cgroup;
2115         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2116                 return;
2117
2118         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2119 }
2120
2121 /*
2122  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2123  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2124  */
2125 #define CHARGE_BATCH    32U
2126 struct memcg_stock_pcp {
2127         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2128         unsigned int nr_pages;
2129         struct work_struct work;
2130         unsigned long flags;
2131 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2132 };
2133 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2134 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2135
2136 /**
2137  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2138  * @memcg: memcg to consume from.
2139  * @nr_pages: how many pages to charge.
2140  *
2141  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2142  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2143  * service an allocation will refill the stock.
2144  *
2145  * returns true if successful, false otherwise.
2146  */
2147 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2148 {
2149         struct memcg_stock_pcp *stock;
2150         bool ret = true;
2151
2152         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2153                 return false;
2154
2155         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2156         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages)
2157                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2158         else /* need to call res_counter_charge */
2159                 ret = false;
2160         put_cpu_var(memcg_stock);
2161         return ret;
2162 }
2163
2164 /*
2165  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2166  */
2167 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2168 {
2169         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2170
2171         if (stock->nr_pages) {
2172                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2173
2174                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2175                 if (do_swap_account)
2176                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2177                 stock->nr_pages = 0;
2178         }
2179         stock->cached = NULL;
2180 }
2181
2182 /*
2183  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2184  * a thread which is pinned to local cpu.
2185  */
2186 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2187 {
2188         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2189         drain_stock(stock);
2190         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2191 }
2192
2193 static void __init memcg_stock_init(void)
2194 {
2195         int cpu;
2196
2197         for_each_possible_cpu(cpu) {
2198                 struct memcg_stock_pcp *stock =
2199                                         &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2200                 INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
2201         }
2202 }
2203
2204 /*
2205  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2206  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2207  */
2208 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2209 {
2210         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2211
2212         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2213                 drain_stock(stock);
2214                 stock->cached = memcg;
2215         }
2216         stock->nr_pages += nr_pages;
2217         put_cpu_var(memcg_stock);
2218 }
2219
2220 /*
2221  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2222  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2223  * until the work is done.
2224  */
2225 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2226 {
2227         int cpu, curcpu;
2228
2229         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2230         get_online_cpus();
2231         curcpu = get_cpu();
2232         for_each_online_cpu(cpu) {
2233                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2234                 struct mem_cgroup *memcg;
2235
2236                 memcg = stock->cached;
2237                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2238                         continue;
2239                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2240                         continue;
2241                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2242                         if (cpu == curcpu)
2243                                 drain_local_stock(&stock->work);
2244                         else
2245                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2246                 }
2247         }
2248         put_cpu();
2249
2250         if (!sync)
2251                 goto out;
2252
2253         for_each_online_cpu(cpu) {
2254                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2255                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2256                         flush_work(&stock->work);
2257         }
2258 out:
2259         put_online_cpus();
2260 }
2261
2262 /*
2263  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2264  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2265  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2266  * it.
2267  */
2268 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2269 {
2270         /*
2271          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2272          */
2273         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2274                 return;
2275         drain_all_stock(root_memcg, false);
2276         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2277 }
2278
2279 /* This is a synchronous drain interface. */
2280 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2281 {
2282         /* called when force_empty is called */
2283         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2284         drain_all_stock(root_memcg, true);
2285         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2286 }
2287
2288 /*
2289  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2290  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2291  */
2292 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2293 {
2294         int i;
2295
2296         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2297         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2298                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2299
2300                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2301                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2302         }
2303         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2304                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2305
2306                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2307                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2308         }
2309         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2310 }
2311
2312 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2313                                         unsigned long action,
2314                                         void *hcpu)
2315 {
2316         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2317         struct memcg_stock_pcp *stock;
2318         struct mem_cgroup *iter;
2319
2320         if (action == CPU_ONLINE)
2321                 return NOTIFY_OK;
2322
2323         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2324                 return NOTIFY_OK;
2325
2326         for_each_mem_cgroup(iter)
2327                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2328
2329         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2330         drain_stock(stock);
2331         return NOTIFY_OK;
2332 }
2333
2334
2335 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2336 enum {
2337         CHARGE_OK,              /* success */
2338         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2339         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2340         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2341 };
2342
2343 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2344                                 unsigned int nr_pages, unsigned int min_pages,
2345                                 bool invoke_oom)
2346 {
2347         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2348         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2349         struct res_counter *fail_res;
2350         unsigned long flags = 0;
2351         int ret;
2352
2353         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2354
2355         if (likely(!ret)) {
2356                 if (!do_swap_account)
2357                         return CHARGE_OK;
2358                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2359                 if (likely(!ret))
2360                         return CHARGE_OK;
2361
2362                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2363                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2364                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2365         } else
2366                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2367         /*
2368          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2369          * single page instead.
2370          */
2371         if (nr_pages > min_pages)
2372                 return CHARGE_RETRY;
2373
2374         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2375                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2376
2377         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2378                 return CHARGE_NOMEM;
2379
2380         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2381         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2382                 return CHARGE_RETRY;
2383         /*
2384          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2385          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2386          * before killing the task.
2387          *
2388          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2389          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2390          * to regular pages anyway in case of failure.
2391          */
2392         if (nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) && ret)
2393                 return CHARGE_RETRY;
2394
2395         /*
2396          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2397          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2398          */
2399         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2400                 return CHARGE_RETRY;
2401
2402         if (invoke_oom)
2403                 mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize));
2404
2405         return CHARGE_NOMEM;
2406 }
2407
2408 /*
2409  * __mem_cgroup_try_charge() does
2410  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2411  * 2. update res_counter
2412  * 3. call memory reclaim if necessary.
2413  *
2414  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2415  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2416  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2417  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2418  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2419  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2420  *
2421  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2422  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2423  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2424  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2425  *
2426  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2427  * the oom-killer can be invoked.
2428  */
2429 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2430                                    gfp_t gfp_mask,
2431                                    unsigned int nr_pages,
2432                                    struct mem_cgroup **ptr,
2433                                    bool oom)
2434 {
2435         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2436         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2437         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2438         int ret;
2439
2440         /*
2441          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2442          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2443          * MEMDIE process.
2444          */
2445         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2446                      || fatal_signal_pending(current)))
2447                 goto bypass;
2448
2449         /*
2450          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2451          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2452          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2453          * set, if so charge the root memcg (happens for pagecache usage).
2454          */
2455         if (!*ptr && !mm)
2456                 *ptr = root_mem_cgroup;
2457 again:
2458         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2459                 memcg = *ptr;
2460                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2461                         goto done;
2462                 if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2463                         goto done;
2464                 css_get(&memcg->css);
2465         } else {
2466                 struct task_struct *p;
2467
2468                 rcu_read_lock();
2469                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2470                 /*
2471                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2472                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2473                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2474                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2475                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2476                  * small race, here.
2477                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2478                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2479                  */
2480                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2481                 if (!memcg)
2482                         memcg = root_mem_cgroup;
2483                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2484                         rcu_read_unlock();
2485                         goto done;
2486                 }
2487                 if (consume_stock(memcg, nr_pages)) {
2488                         /*
2489                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2490                          * But considering how consume_stok works, it's not
2491                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2492                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2493                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2494                          * calling consume_stock().
2495                          */
2496                         rcu_read_unlock();
2497                         goto done;
2498                 }
2499                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2500                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2501                         rcu_read_unlock();
2502                         goto again;
2503                 }
2504                 rcu_read_unlock();
2505         }
2506
2507         do {
2508                 bool invoke_oom = oom && !nr_oom_retries;
2509
2510                 /* If killed, bypass charge */
2511                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2512                         css_put(&memcg->css);
2513                         goto bypass;
2514                 }
2515
2516                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch,
2517                                            nr_pages, invoke_oom);
2518                 switch (ret) {
2519                 case CHARGE_OK:
2520                         break;
2521                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2522                         batch = nr_pages;
2523                         css_put(&memcg->css);
2524                         memcg = NULL;
2525                         goto again;
2526                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2527                         css_put(&memcg->css);
2528                         goto nomem;
2529                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2530                         if (!oom || invoke_oom) {
2531                                 css_put(&memcg->css);
2532                                 goto nomem;
2533                         }
2534                         nr_oom_retries--;
2535                         break;
2536                 }
2537         } while (ret != CHARGE_OK);
2538
2539         if (batch > nr_pages)
2540                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2541         css_put(&memcg->css);
2542 done:
2543         *ptr = memcg;
2544         return 0;
2545 nomem:
2546         *ptr = NULL;
2547         return -ENOMEM;
2548 bypass:
2549         *ptr = root_mem_cgroup;
2550         return -EINTR;
2551 }
2552
2553 /*
2554  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2555  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2556  * gotten by try_charge().
2557  */
2558 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2559                                        unsigned int nr_pages)
2560 {
2561         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2562                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2563
2564                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2565                 if (do_swap_account)
2566                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2567         }
2568 }
2569
2570 /*
2571  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2572  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2573  */
2574 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2575                                         unsigned int nr_pages)
2576 {
2577         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2578
2579         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2580                 return;
2581
2582         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2583         if (do_swap_account)
2584                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2585                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2586 }
2587
2588 /*
2589  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2590  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling css_tryget if
2591  * the mem_cgroup is used for charging. (dropping refcnt from swap can be
2592  * called against removed memcg.)
2593  */
2594 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2595 {
2596         struct cgroup_subsys_state *css;
2597
2598         /* ID 0 is unused ID */
2599         if (!id)
2600                 return NULL;
2601         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2602         if (!css)
2603                 return NULL;
2604         return mem_cgroup_from_css(css);
2605 }
2606
2607 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2608 {
2609         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2610         struct page_cgroup *pc;
2611         unsigned short id;
2612         swp_entry_t ent;
2613
2614         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2615
2616         pc = lookup_page_cgroup(page);
2617         lock_page_cgroup(pc);
2618         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2619                 memcg = pc->mem_cgroup;
2620                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2621                         memcg = NULL;
2622         } else if (PageSwapCache(page)) {
2623                 ent.val = page_private(page);
2624                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2625                 rcu_read_lock();
2626                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2627                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2628                         memcg = NULL;
2629                 rcu_read_unlock();
2630         }
2631         unlock_page_cgroup(pc);
2632         return memcg;
2633 }
2634
2635 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2636                                        struct page *page,
2637                                        unsigned int nr_pages,
2638                                        enum charge_type ctype,
2639                                        bool lrucare)
2640 {
2641         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2642         struct zone *uninitialized_var(zone);
2643         struct lruvec *lruvec;
2644         bool was_on_lru = false;
2645         bool anon;
2646
2647         lock_page_cgroup(pc);
2648         VM_BUG_ON(PageCgroupUsed(pc));
2649         /*
2650          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2651          * accessed by any other context at this point.
2652          */
2653
2654         /*
2655          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2656          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2657          */
2658         if (lrucare) {
2659                 zone = page_zone(page);
2660                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2661                 if (PageLRU(page)) {
2662                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2663                         ClearPageLRU(page);
2664                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2665                         was_on_lru = true;
2666                 }
2667         }
2668
2669         pc->mem_cgroup = memcg;
2670         /*
2671          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2672          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2673          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2674          * before USED bit, we need memory barrier here.
2675          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2676          */
2677         smp_wmb();
2678         SetPageCgroupUsed(pc);
2679
2680         if (lrucare) {
2681                 if (was_on_lru) {
2682                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2683                         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2684                         SetPageLRU(page);
2685                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2686                 }
2687                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2688         }
2689
2690         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON)
2691                 anon = true;
2692         else
2693                 anon = false;
2694
2695         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, nr_pages);
2696         unlock_page_cgroup(pc);
2697
2698         /*
2699          * "charge_statistics" updated event counter.
2700          */
2701         memcg_check_events(memcg, page);
2702 }
2703
2704 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
2705
2706 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2707 static inline bool memcg_can_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2708 {
2709         return !mem_cgroup_disabled() && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
2710                 (memcg->kmem_account_flags & KMEM_ACCOUNTED_MASK);
2711 }
2712
2713 /*
2714  * This is a bit cumbersome, but it is rarely used and avoids a backpointer
2715  * in the memcg_cache_params struct.
2716  */
2717 static struct kmem_cache *memcg_params_to_cache(struct memcg_cache_params *p)
2718 {
2719         struct kmem_cache *cachep;
2720
2721         VM_BUG_ON(p->is_root_cache);
2722         cachep = p->root_cache;
2723         return cachep->memcg_params->memcg_caches[memcg_cache_id(p->memcg)];
2724 }
2725
2726 #ifdef CONFIG_SLABINFO
2727 static int mem_cgroup_slabinfo_read(struct cgroup_subsys_state *css,
2728                                     struct cftype *cft, struct seq_file *m)
2729 {
2730         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2731         struct memcg_cache_params *params;
2732
2733         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
2734                 return -EIO;
2735
2736         print_slabinfo_header(m);
2737
2738         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
2739         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list)
2740                 cache_show(memcg_params_to_cache(params), m);
2741         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
2742
2743         return 0;
2744 }
2745 #endif
2746
2747 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp, u64 size)
2748 {
2749         struct res_counter *fail_res;
2750         struct mem_cgroup *_memcg;
2751         int ret = 0;
2752         bool may_oom;
2753
2754         ret = res_counter_charge(&memcg->kmem, size, &fail_res);
2755         if (ret)
2756                 return ret;
2757
2758         /*
2759          * Conditions under which we can wait for the oom_killer. Those are
2760          * the same conditions tested by the core page allocator
2761          */
2762         may_oom = (gfp & __GFP_FS) && !(gfp & __GFP_NORETRY);
2763
2764         _memcg = memcg;
2765         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp, size >> PAGE_SHIFT,
2766                                       &_memcg, may_oom);
2767
2768         if (ret == -EINTR)  {
2769                 /*
2770                  * __mem_cgroup_try_charge() chosed to bypass to root due to
2771                  * OOM kill or fatal signal.  Since our only options are to
2772                  * either fail the allocation or charge it to this cgroup, do
2773                  * it as a temporary condition. But we can't fail. From a
2774                  * kmem/slab perspective, the cache has already been selected,
2775                  * by mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
2776                  * our minds.
2777                  *
2778                  * This condition will only trigger if the task entered
2779                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed during
2780                  * __mem_cgroup_try_charge() above. Tasks that were already
2781                  * dying when the allocation triggers should have been already
2782                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
2783                  */
2784                 res_counter_charge_nofail(&memcg->res, size, &fail_res);
2785                 if (do_swap_account)
2786                         res_counter_charge_nofail(&memcg->memsw, size,
2787                                                   &fail_res);
2788                 ret = 0;
2789         } else if (ret)
2790                 res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size);
2791
2792         return ret;
2793 }
2794
2795 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, u64 size)
2796 {
2797         res_counter_uncharge(&memcg->res, size);
2798         if (do_swap_account)
2799                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, size);
2800
2801         /* Not down to 0 */
2802         if (res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size))
2803                 return;
2804
2805         /*
2806          * Releases a reference taken in kmem_cgroup_css_offline in case
2807          * this last uncharge is racing with the offlining code or it is
2808          * outliving the memcg existence.
2809          *
2810          * The memory barrier imposed by test&clear is paired with the
2811          * explicit one in memcg_kmem_mark_dead().
2812          */
2813         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
2814                 css_put(&memcg->css);
2815 }
2816
2817 void memcg_cache_list_add(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *cachep)
2818 {
2819         if (!memcg)
2820                 return;
2821
2822         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
2823         list_add(&cachep->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
2824         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
2825 }
2826
2827 /*
2828  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
2829  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
2830  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
2831  */
2832 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
2833 {
2834         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
2835 }
2836
2837 /*
2838  * This ends up being protected by the set_limit mutex, during normal
2839  * operation, because that is its main call site.
2840  *
2841  * But when we create a new cache, we can call this as well if its parent
2842  * is kmem-limited. That will have to hold set_limit_mutex as well.
2843  */
2844 int memcg_update_cache_sizes(struct mem_cgroup *memcg)
2845 {
2846         int num, ret;
2847
2848         num = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
2849                                 0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2850         if (num < 0)
2851                 return num;
2852         /*
2853          * After this point, kmem_accounted (that we test atomically in
2854          * the beginning of this conditional), is no longer 0. This
2855          * guarantees only one process will set the following boolean
2856          * to true. We don't need test_and_set because we're protected
2857          * by the set_limit_mutex anyway.
2858          */
2859         memcg_kmem_set_activated(memcg);
2860
2861         ret = memcg_update_all_caches(num+1);
2862         if (ret) {
2863                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, num);
2864                 memcg_kmem_clear_activated(memcg);
2865                 return ret;
2866         }
2867
2868         memcg->kmemcg_id = num;
2869         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
2870         mutex_init(&memcg->slab_caches_mutex);
2871         return 0;
2872 }
2873
2874 static size_t memcg_caches_array_size(int num_groups)
2875 {
2876         ssize_t size;
2877         if (num_groups <= 0)
2878                 return 0;
2879
2880         size = 2 * num_groups;
2881         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2882                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2883         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2884                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2885
2886         return size;
2887 }
2888
2889 /*
2890  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
2891  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
2892  * calling this.
2893  */
2894 void memcg_update_array_size(int num)
2895 {
2896         if (num > memcg_limited_groups_array_size)
2897                 memcg_limited_groups_array_size = memcg_caches_array_size(num);
2898 }
2899
2900 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w);
2901
2902 int memcg_update_cache_size(struct kmem_cache *s, int num_groups)
2903 {
2904         struct memcg_cache_params *cur_params = s->memcg_params;
2905
2906         VM_BUG_ON(s->memcg_params && !s->memcg_params->is_root_cache);
2907
2908         if (num_groups > memcg_limited_groups_array_size) {
2909                 int i;
2910                 ssize_t size = memcg_caches_array_size(num_groups);
2911
2912                 size *= sizeof(void *);
2913                 size += offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
2914
2915                 s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
2916                 if (!s->memcg_params) {
2917                         s->memcg_params = cur_params;
2918                         return -ENOMEM;
2919                 }
2920
2921                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
2922
2923                 /*
2924                  * There is the chance it will be bigger than
2925                  * memcg_limited_groups_array_size, if we failed an allocation
2926                  * in a cache, in which case all caches updated before it, will
2927                  * have a bigger array.
2928                  *
2929                  * But if that is the case, the data after
2930                  * memcg_limited_groups_array_size is certainly unused
2931                  */
2932                 for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
2933                         if (!cur_params->memcg_caches[i])
2934                                 continue;
2935                         s->memcg_params->memcg_caches[i] =
2936                                                 cur_params->memcg_caches[i];
2937                 }
2938
2939                 /*
2940                  * Ideally, we would wait until all caches succeed, and only
2941                  * then free the old one. But this is not worth the extra
2942                  * pointer per-cache we'd have to have for this.
2943                  *
2944                  * It is not a big deal if some caches are left with a size
2945                  * bigger than the others. And all updates will reset this
2946                  * anyway.
2947                  */
2948                 kfree(cur_params);
2949         }
2950         return 0;
2951 }
2952
2953 int memcg_register_cache(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s,
2954                          struct kmem_cache *root_cache)
2955 {
2956         size_t size;
2957
2958         if (!memcg_kmem_enabled())
2959                 return 0;
2960
2961         if (!memcg) {
2962                 size = offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
2963                 size += memcg_limited_groups_array_size * sizeof(void *);
2964         } else
2965                 size = sizeof(struct memcg_cache_params);
2966
2967         s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
2968         if (!s->memcg_params)
2969                 return -ENOMEM;
2970
2971         if (memcg) {
2972                 s->memcg_params->memcg = memcg;
2973                 s->memcg_params->root_cache = root_cache;
2974                 INIT_WORK(&s->memcg_params->destroy,
2975                                 kmem_cache_destroy_work_func);
2976         } else
2977                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
2978
2979         return 0;
2980 }
2981
2982 void memcg_release_cache(struct kmem_cache *s)
2983 {
2984         struct kmem_cache *root;
2985         struct mem_cgroup *memcg;
2986         int id;
2987
2988         /*
2989          * This happens, for instance, when a root cache goes away before we
2990          * add any memcg.
2991          */
2992         if (!s->memcg_params)
2993                 return;
2994
2995         if (s->memcg_params->is_root_cache)
2996                 goto out;
2997
2998         memcg = s->memcg_params->memcg;
2999         id  = memcg_cache_id(memcg);
3000
3001         root = s->memcg_params->root_cache;
3002         root->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
3003
3004         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3005         list_del(&s->memcg_params->list);
3006         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3007
3008         css_put(&memcg->css);
3009 out:
3010         kfree(s->memcg_params);
3011 }
3012
3013 /*
3014  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
3015  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
3016  * enqueing new caches to be created.
3017  *
3018  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
3019  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
3020  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
3021  * objects during debug.
3022  *
3023  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
3024  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
3025  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
3026  * cache again, failing at the same point.
3027  *
3028  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
3029  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
3030  * inside the following two functions.
3031  */
3032 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
3033 {
3034         VM_BUG_ON(!current->mm);
3035         current->memcg_kmem_skip_account++;
3036 }
3037
3038 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
3039 {
3040         VM_BUG_ON(!current->mm);
3041         current->memcg_kmem_skip_account--;
3042 }
3043
3044 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w)
3045 {
3046         struct kmem_cache *cachep;
3047         struct memcg_cache_params *p;
3048
3049         p = container_of(w, struct memcg_cache_params, destroy);
3050
3051         cachep = memcg_params_to_cache(p);
3052
3053         /*
3054          * If we get down to 0 after shrink, we could delete right away.
3055          * However, memcg_release_pages() already puts us back in the workqueue
3056          * in that case. If we proceed deleting, we'll get a dangling
3057          * reference, and removing the object from the workqueue in that case
3058          * is unnecessary complication. We are not a fast path.
3059          *
3060          * Note that this case is fundamentally different from racing with
3061          * shrink_slab(): if memcg_cgroup_destroy_cache() is called in
3062          * kmem_cache_shrink, not only we would be reinserting a dead cache
3063          * into the queue, but doing so from inside the worker racing to
3064          * destroy it.
3065          *
3066          * So if we aren't down to zero, we'll just schedule a worker and try
3067          * again
3068          */
3069         if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) != 0) {
3070                 kmem_cache_shrink(cachep);
3071                 if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) == 0)
3072                         return;
3073         } else
3074                 kmem_cache_destroy(cachep);
3075 }
3076
3077 void mem_cgroup_destroy_cache(struct kmem_cache *cachep)
3078 {
3079         if (!cachep->memcg_params->dead)
3080                 return;
3081
3082         /*
3083          * There are many ways in which we can get here.
3084          *
3085          * We can get to a memory-pressure situation while the delayed work is
3086          * still pending to run. The vmscan shrinkers can then release all
3087          * cache memory and get us to destruction. If this is the case, we'll
3088          * be executed twice, which is a bug (the second time will execute over
3089          * bogus data). In this case, cancelling the work should be fine.
3090          *
3091          * But we can also get here from the worker itself, if
3092          * kmem_cache_shrink is enough to shake all the remaining objects and
3093          * get the page count to 0. In this case, we'll deadlock if we try to
3094          * cancel the work (the worker runs with an internal lock held, which
3095          * is the same lock we would hold for cancel_work_sync().)
3096          *
3097          * Since we can't possibly know who got us here, just refrain from
3098          * running if there is already work pending
3099          */
3100         if (work_pending(&cachep->memcg_params->destroy))
3101                 return;
3102         /*
3103          * We have to defer the actual destroying to a workqueue, because
3104          * we might currently be in a context that cannot sleep.
3105          */
3106         schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3107 }
3108
3109 /*
3110  * This lock protects updaters, not readers. We want readers to be as fast as
3111  * they can, and they will either see NULL or a valid cache value. Our model
3112  * allow them to see NULL, in which case the root memcg will be selected.
3113  *
3114  * We need this lock because multiple allocations to the same cache from a non
3115  * will span more than one worker. Only one of them can create the cache.
3116  */
3117 static DEFINE_MUTEX(memcg_cache_mutex);
3118
3119 /*
3120  * Called with memcg_cache_mutex held
3121  */
3122 static struct kmem_cache *kmem_cache_dup(struct mem_cgroup *memcg,
3123                                          struct kmem_cache *s)
3124 {
3125         struct kmem_cache *new;
3126         static char *tmp_name = NULL;
3127
3128         lockdep_assert_held(&memcg_cache_mutex);
3129
3130         /*
3131          * kmem_cache_create_memcg duplicates the given name and
3132          * cgroup_name for this name requires RCU context.
3133          * This static temporary buffer is used to prevent from
3134          * pointless shortliving allocation.
3135          */
3136         if (!tmp_name) {
3137                 tmp_name = kmalloc(PATH_MAX, GFP_KERNEL);
3138                 if (!tmp_name)
3139                         return NULL;
3140         }
3141
3142         rcu_read_lock();
3143         snprintf(tmp_name, PATH_MAX, "%s(%d:%s)", s->name,
3144                          memcg_cache_id(memcg), cgroup_name(memcg->css.cgroup));
3145         rcu_read_unlock();
3146
3147         new = kmem_cache_create_memcg(memcg, tmp_name, s->object_size, s->align,
3148                                       (s->flags & ~SLAB_PANIC), s->ctor, s);
3149
3150         if (new)
3151                 new->allocflags |= __GFP_KMEMCG;
3152
3153         return new;
3154 }
3155
3156 static struct kmem_cache *memcg_create_kmem_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3157                                                   struct kmem_cache *cachep)
3158 {
3159         struct kmem_cache *new_cachep;
3160         int idx;
3161
3162         BUG_ON(!memcg_can_account_kmem(memcg));
3163
3164         idx = memcg_cache_id(memcg);
3165
3166         mutex_lock(&memcg_cache_mutex);
3167         new_cachep = cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3168         if (new_cachep) {
3169                 css_put(&memcg->css);
3170                 goto out;
3171         }
3172
3173         new_cachep = kmem_cache_dup(memcg, cachep);
3174         if (new_cachep == NULL) {
3175                 new_cachep = cachep;
3176                 css_put(&memcg->css);
3177                 goto out;
3178         }
3179
3180         atomic_set(&new_cachep->memcg_params->nr_pages , 0);
3181
3182         cachep->memcg_params->memcg_caches[idx] = new_cachep;
3183         /*
3184          * the readers won't lock, make sure everybody sees the updated value,
3185          * so they won't put stuff in the queue again for no reason
3186          */
3187         wmb();
3188 out:
3189         mutex_unlock(&memcg_cache_mutex);
3190         return new_cachep;
3191 }
3192
3193 void kmem_cache_destroy_memcg_children(struct kmem_cache *s)
3194 {
3195         struct kmem_cache *c;
3196         int i;
3197
3198         if (!s->memcg_params)
3199                 return;
3200         if (!s->memcg_params->is_root_cache)
3201                 return;
3202
3203         /*
3204          * If the cache is being destroyed, we trust that there is no one else
3205          * requesting objects from it. Even if there are, the sanity checks in
3206          * kmem_cache_destroy should caught this ill-case.
3207          *
3208          * Still, we don't want anyone else freeing memcg_caches under our
3209          * noses, which can happen if a new memcg comes to life. As usual,
3210          * we'll take the set_limit_mutex to protect ourselves against this.
3211          */
3212         mutex_lock(&set_limit_mutex);
3213         for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3214                 c = s->memcg_params->memcg_caches[i];
3215                 if (!c)
3216                         continue;
3217
3218                 /*
3219                  * We will now manually delete the caches, so to avoid races
3220                  * we need to cancel all pending destruction workers and
3221                  * proceed with destruction ourselves.
3222                  *
3223                  * kmem_cache_destroy() will call kmem_cache_shrink internally,
3224                  * and that could spawn the workers again: it is likely that
3225                  * the cache still have active pages until this very moment.
3226                  * This would lead us back to mem_cgroup_destroy_cache.
3227                  *
3228                  * But that will not execute at all if the "dead" flag is not
3229                  * set, so flip it down to guarantee we are in control.
3230                  */
3231                 c->memcg_params->dead = false;
3232                 cancel_work_sync(&c->memcg_params->destroy);
3233                 kmem_cache_destroy(c);
3234         }
3235         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3236 }
3237
3238 struct create_work {
3239         struct mem_cgroup *memcg;
3240         struct kmem_cache *cachep;
3241         struct work_struct work;
3242 };
3243
3244 static void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3245 {
3246         struct kmem_cache *cachep;
3247         struct memcg_cache_params *params;
3248
3249         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3250                 return;
3251
3252         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3253         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list) {
3254                 cachep = memcg_params_to_cache(params);
3255                 cachep->memcg_params->dead = true;
3256                 schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3257         }
3258         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3259 }
3260
3261 static void memcg_create_cache_work_func(struct work_struct *w)
3262 {
3263         struct create_work *cw;
3264
3265         cw = container_of(w, struct create_work, work);
3266         memcg_create_kmem_cache(cw->memcg, cw->cachep);
3267         kfree(cw);
3268 }
3269
3270 /*
3271  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
3272  */
3273 static void __memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3274                                          struct kmem_cache *cachep)
3275 {
3276         struct create_work *cw;
3277
3278         cw = kmalloc(sizeof(struct create_work), GFP_NOWAIT);
3279         if (cw == NULL) {
3280                 css_put(&memcg->css);
3281                 return;
3282         }
3283
3284         cw->memcg = memcg;
3285         cw->cachep = cachep;
3286
3287         INIT_WORK(&cw->work, memcg_create_cache_work_func);
3288         schedule_work(&cw->work);
3289 }
3290
3291 static void memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3292                                        struct kmem_cache *cachep)
3293 {
3294         /*
3295          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
3296          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
3297          * in __memcg_create_cache_enqueue will recurse.
3298          *
3299          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
3300          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
3301          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
3302          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
3303          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
3304          */
3305         memcg_stop_kmem_account();
3306         __memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3307         memcg_resume_kmem_account();
3308 }
3309 /*
3310  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
3311  * We try to use the current memcg's version of the cache.
3312  *
3313  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
3314  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
3315  * in a workqueue.
3316  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
3317  * the original cache.
3318  *
3319  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
3320  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
3321  */
3322 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
3323                                           gfp_t gfp)
3324 {
3325         struct mem_cgroup *memcg;
3326         int idx;
3327
3328         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
3329         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
3330
3331         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3332                 return cachep;
3333
3334         rcu_read_lock();
3335         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
3336
3337         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
3338                 goto out;
3339
3340         idx = memcg_cache_id(memcg);
3341
3342         /*
3343          * barrier to mare sure we're always seeing the up to date value.  The
3344          * code updating memcg_caches will issue a write barrier to match this.
3345          */
3346         read_barrier_depends();
3347         if (likely(cachep->memcg_params->memcg_caches[idx])) {
3348                 cachep = cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3349                 goto out;
3350         }
3351
3352         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
3353         if (!css_tryget(&memcg->css))
3354                 goto out;
3355         rcu_read_unlock();
3356
3357         /*
3358          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
3359          * context), we could be be predictable and return right away.
3360          * This would guarantee that the allocation being performed
3361          * already belongs in the new cache.
3362          *
3363          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
3364          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
3365          * kmem_cache_dup, this means no further allocation could happen
3366          * with the slab_mutex held.
3367          *
3368          * Also, because cache creation issue get_online_cpus(), this
3369          * creates a lock chain: memcg_slab_mutex -> cpu_hotplug_mutex,
3370          * that ends up reversed during cpu hotplug. (cpuset allocates
3371          * a bunch of GFP_KERNEL memory during cpuup). Due to all that,
3372          * better to defer everything.
3373          */
3374         memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3375         return cachep;
3376 out:
3377         rcu_read_unlock();
3378         return cachep;
3379 }
3380 EXPORT_SYMBOL(__memcg_kmem_get_cache);
3381
3382 /*
3383  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
3384  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
3385  * need a further commit step to do the final arrangements.
3386  *
3387  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
3388  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
3389  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
3390  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
3391  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
3392  * the compiled-out case as well.
3393  *
3394  * Returning true means the allocation is possible.
3395  */
3396 bool
3397 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
3398 {
3399         struct mem_cgroup *memcg;
3400         int ret;
3401
3402         *_memcg = NULL;
3403
3404         /*
3405          * Disabling accounting is only relevant for some specific memcg
3406          * internal allocations. Therefore we would initially not have such
3407          * check here, since direct calls to the page allocator that are marked
3408          * with GFP_KMEMCG only happen outside memcg core. We are mostly
3409          * concerned with cache allocations, and by having this test at
3410          * memcg_kmem_get_cache, we are already able to relay the allocation to
3411          * the root cache and bypass the memcg cache altogether.
3412          *
3413          * There is one exception, though: the SLUB allocator does not create
3414          * large order caches, but rather service large kmallocs directly from
3415          * the page allocator. Therefore, the following sequence when backed by
3416          * the SLUB allocator:
3417          *
3418          *      memcg_stop_kmem_account();
3419          *      kmalloc(<large_number>)
3420          *      memcg_resume_kmem_account();
3421          *
3422          * would effectively ignore the fact that we should skip accounting,
3423          * since it will drive us directly to this function without passing
3424          * through the cache selector memcg_kmem_get_cache. Such large
3425          * allocations are extremely rare but can happen, for instance, for the
3426          * cache arrays. We bring this test here.
3427          */
3428         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3429                 return true;
3430
3431         memcg = try_get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
3432
3433         /*
3434          * very rare case described in mem_cgroup_from_task. Unfortunately there
3435          * isn't much we can do without complicating this too much, and it would
3436          * be gfp-dependent anyway. Just let it go
3437          */
3438         if (unlikely(!memcg))
3439                 return true;
3440
3441         if (!memcg_can_account_kmem(memcg)) {
3442                 css_put(&memcg->css);
3443                 return true;
3444         }
3445
3446         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, PAGE_SIZE << order);
3447         if (!ret)
3448                 *_memcg = memcg;
3449
3450         css_put(&memcg->css);
3451         return (ret == 0);
3452 }
3453
3454 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3455                               int order)
3456 {
3457         struct page_cgroup *pc;
3458
3459         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3460
3461         /* The page allocation failed. Revert */
3462         if (!page) {
3463                 memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3464                 return;
3465         }
3466
3467         pc = lookup_page_cgroup(page);
3468         lock_page_cgroup(pc);
3469         pc->mem_cgroup = memcg;
3470         SetPageCgroupUsed(pc);
3471         unlock_page_cgroup(pc);
3472 }
3473
3474 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
3475 {
3476         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3477         struct page_cgroup *pc;
3478
3479
3480         pc = lookup_page_cgroup(page);
3481         /*
3482          * Fast unlocked return. Theoretically might have changed, have to
3483          * check again after locking.
3484          */
3485         if (!PageCgroupUsed(pc))
3486                 return;
3487
3488         lock_page_cgroup(pc);
3489         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3490                 memcg = pc->mem_cgroup;
3491                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3492         }
3493         unlock_page_cgroup(pc);
3494
3495         /*
3496          * We trust that only if there is a memcg associated with the page, it
3497          * is a valid allocation
3498          */
3499         if (!memcg)
3500                 return;
3501
3502         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3503         memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3504 }
3505 #else
3506 static inline void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3507 {
3508 }
3509 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3510
3511 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3512
3513 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
3514 /*
3515  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3516  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
3517  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
3518  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
3519  */
3520 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3521 {
3522         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
3523         struct page_cgroup *pc;
3524         struct mem_cgroup *memcg;
3525         int i;
3526
3527         if (mem_cgroup_disabled())
3528                 return;
3529
3530         memcg = head_pc->mem_cgroup;
3531         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3532                 pc = head_pc + i;
3533                 pc->mem_cgroup = memcg;
3534                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
3535                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
3536         }
3537         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
3538                        HPAGE_PMD_NR);
3539 }
3540 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3541
3542 static inline
3543 void mem_cgroup_move_account_page_stat(struct mem_cgroup *from,
3544                                         struct mem_cgroup *to,
3545                                         unsigned int nr_pages,
3546                                         enum mem_cgroup_stat_index idx)
3547 {
3548         /* Update stat data for mem_cgroup */
3549         preempt_disable();
3550         WARN_ON_ONCE(from->stat->count[idx] < nr_pages);
3551         __this_cpu_add(from->stat->count[idx], -nr_pages);
3552         __this_cpu_add(to->stat->count[idx], nr_pages);
3553         preempt_enable();
3554 }
3555
3556 /**
3557  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3558  * @page: the page
3559  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3560  * @pc: page_cgroup of the page.
3561  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3562  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3563  *
3564  * The caller must confirm following.
3565  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3566  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3567  *
3568  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3569  * from old cgroup.
3570  */
3571 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3572                                    unsigned int nr_pages,
3573                                    struct page_cgroup *pc,
3574                                    struct mem_cgroup *from,
3575                                    struct mem_cgroup *to)
3576 {
3577         unsigned long flags;
3578         int ret;
3579         bool anon = PageAnon(page);
3580
3581         VM_BUG_ON(from == to);
3582         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
3583         /*
3584          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3585          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3586          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3587          * hold it.
3588          */
3589         ret = -EBUSY;
3590         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3591                 goto out;
3592
3593         lock_page_cgroup(pc);
3594
3595         ret = -EINVAL;
3596         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
3597                 goto unlock;
3598
3599         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
3600
3601         if (!anon && page_mapped(page))
3602                 mem_cgroup_move_account_page_stat(from, to, nr_pages,
3603                         MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED);
3604
3605         if (PageWriteback(page))
3606                 mem_cgroup_move_account_page_stat(from, to, nr_pages,
3607                         MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK);
3608
3609         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, anon, -nr_pages);
3610
3611         /* caller should have done css_get */
3612         pc->mem_cgroup = to;
3613         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, anon, nr_pages);
3614         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
3615         ret = 0;
3616 unlock:
3617         unlock_page_cgroup(pc);
3618         /*
3619          * check events
3620          */
3621         memcg_check_events(to, page);
3622         memcg_check_events(from, page);
3623 out:
3624         return ret;
3625 }
3626
3627 /**
3628  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
3629  * @page: the page to move
3630  * @pc: page_cgroup of the page
3631  * @child: page's cgroup
3632  *
3633  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
3634  * parent (aka use_hierarchy==0).
3635  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
3636  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
3637  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
3638  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
3639  * on the next attempt and the call should be retried later.
3640  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
3641  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
3642  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
3643  * LRU or vanish.
3644  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
3645  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
3646  * disappear in the next attempt.
3647  */
3648 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
3649                                   struct page_cgroup *pc,
3650                                   struct mem_cgroup *child)
3651 {
3652         struct mem_cgroup *parent;
3653         unsigned int nr_pages;
3654         unsigned long uninitialized_var(flags);
3655         int ret;
3656
3657         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
3658
3659         ret = -EBUSY;
3660         if (!get_page_unless_zero(page))
3661                 goto out;
3662         if (isolate_lru_page(page))
3663                 goto put;
3664
3665         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
3666
3667         parent = parent_mem_cgroup(child);
3668         /*
3669          * If no parent, move charges to root cgroup.
3670          */
3671         if (!parent)
3672                 parent = root_mem_cgroup;
3673
3674         if (nr_pages > 1) {
3675                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3676                 flags = compound_lock_irqsave(page);
3677         }
3678
3679         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
3680                                 pc, child, parent);
3681         if (!ret)
3682                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
3683
3684         if (nr_pages > 1)
3685                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
3686         putback_lru_page(page);
3687 put:
3688         put_page(page);
3689 out:
3690         return ret;
3691 }
3692
3693 /*
3694  * Charge the memory controller for page usage.
3695  * Return
3696  * 0 if the charge was successful
3697  * < 0 if the cgroup is over its limit
3698  */
3699 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3700                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
3701 {
3702         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3703         unsigned int nr_pages = 1;
3704         bool oom = true;
3705         int ret;
3706
3707         if (PageTransHuge(page)) {
3708                 nr_pages <<= compound_order(page);
3709                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3710                 /*
3711                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
3712                  * fault handler will fall back to regular pages.
3713                  */
3714                 oom = false;
3715         }
3716
3717         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
3718         if (ret == -ENOMEM)
3719                 return ret;
3720         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, ctype, false);
3721         return 0;
3722 }
3723
3724 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
3725                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
3726 {
3727         if (mem_cgroup_disabled())
3728                 return 0;
3729         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3730         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3731         VM_BUG_ON(!mm);
3732         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
3733                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3734 }
3735
3736 /*
3737  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
3738  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
3739  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
3740  * "commit()" or removed by "cancel()"
3741  */
3742 static int __mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
3743                                           struct page *page,
3744                                           gfp_t mask,
3745                                           struct mem_cgroup **memcgp)
3746 {
3747         struct mem_cgroup *memcg;
3748         struct page_cgroup *pc;
3749         int ret;
3750
3751         pc = lookup_page_cgroup(page);
3752         /*
3753          * Every swap fault against a single page tries to charge the
3754          * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
3755          * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
3756          * the page lock, which serializes swap cache removal, which
3757          * in turn serializes uncharging.
3758          */
3759         if (PageCgroupUsed(pc))
3760                 return 0;
3761         if (!do_swap_account)
3762                 goto charge_cur_mm;
3763         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
3764         if (!memcg)
3765                 goto charge_cur_mm;
3766         *memcgp = memcg;
3767         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
3768         css_put(&memcg->css);
3769         if (ret == -EINTR)
3770                 ret = 0;
3771         return ret;
3772 charge_cur_mm:
3773         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
3774         if (ret == -EINTR)
3775                 ret = 0;
3776         return ret;
3777 }
3778
3779 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm, struct page *page,
3780                                  gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
3781 {
3782         *memcgp = NULL;
3783         if (mem_cgroup_disabled())
3784                 return 0;
3785         /*
3786          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already
3787          * updated the pte, and even removed page from swap cache: in
3788          * those cases unuse_pte()'s pte_same() test will fail; but
3789          * there's also a KSM case which does need to charge the page.
3790          */
3791         if (!PageSwapCache(page)) {
3792                 int ret;
3793
3794                 ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, 1, memcgp, true);
3795                 if (ret == -EINTR)
3796                         ret = 0;
3797                 return ret;
3798         }
3799         return __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, memcgp);
3800 }
3801
3802 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
3803 {
3804         if (mem_cgroup_disabled())
3805                 return;
3806         if (!memcg)
3807                 return;
3808         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
3809 }
3810
3811 static void
3812 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3813                                         enum charge_type ctype)
3814 {
3815         if (mem_cgroup_disabled())
3816                 return;
3817         if (!memcg)
3818                 return;
3819
3820         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
3821         /*
3822          * Now swap is on-memory. This means this page may be
3823          * counted both as mem and swap....double count.
3824          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
3825          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
3826          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
3827          */
3828         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
3829                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
3830                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
3831         }
3832 }
3833
3834 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
3835                                      struct mem_cgroup *memcg)
3836 {
3837         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
3838                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3839 }
3840
3841 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3842                                 gfp_t gfp_mask)
3843 {
3844         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3845         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3846         int ret;
3847
3848         if (mem_cgroup_disabled())
3849                 return 0;
3850         if (PageCompound(page))
3851                 return 0;
3852
3853         if (!PageSwapCache(page))
3854                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
3855         else { /* page is swapcache/shmem */
3856                 ret = __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page,
3857                                                      gfp_mask, &memcg);
3858                 if (!ret)
3859                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
3860         }
3861         return ret;
3862 }
3863
3864 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
3865                                    unsigned int nr_pages,
3866                                    const enum charge_type ctype)
3867 {
3868         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
3869         bool uncharge_memsw = true;
3870
3871         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
3872         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
3873                 uncharge_memsw = false;
3874
3875         batch = &current->memcg_batch;
3876         /*
3877          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
3878          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
3879          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
3880          */
3881         if (!batch->memcg)
3882                 batch->memcg = memcg;
3883         /*
3884          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
3885          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
3886          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
3887          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
3888          * because we want to do uncharge as soon as possible.
3889          */
3890
3891         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
3892                 goto direct_uncharge;
3893
3894         if (nr_pages > 1)
3895                 goto direct_uncharge;
3896
3897         /*
3898          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
3899          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
3900          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
3901          */
3902         if (batch->memcg != memcg)
3903                 goto direct_uncharge;
3904         /* remember freed charge and uncharge it later */
3905         batch->nr_pages++;
3906         if (uncharge_memsw)
3907                 batch->memsw_nr_pages++;
3908         return;
3909 direct_uncharge:
3910         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
3911         if (uncharge_memsw)
3912                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
3913         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
3914                 memcg_oom_recover(memcg);
3915 }
3916
3917 /*
3918  * uncharge if !page_mapped(page)
3919  */
3920 static struct mem_cgroup *
3921 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype,
3922                              bool end_migration)
3923 {
3924         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3925         unsigned int nr_pages = 1;
3926         struct page_cgroup *pc;
3927         bool anon;
3928
3929         if (mem_cgroup_disabled())
3930                 return NULL;
3931
3932         if (PageTransHuge(page)) {
3933                 nr_pages <<= compound_order(page);
3934                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3935         }
3936         /*
3937          * Check if our page_cgroup is valid
3938          */
3939         pc = lookup_page_cgroup(page);
3940         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
3941                 return NULL;
3942
3943         lock_page_cgroup(pc);
3944
3945         memcg = pc->mem_cgroup;
3946
3947         if (!PageCgroupUsed(pc))
3948                 goto unlock_out;
3949
3950         anon = PageAnon(page);
3951
3952         switch (ctype) {
3953         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON:
3954                 /*
3955                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
3956                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
3957                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
3958                  */
3959                 anon = true;
3960                 /* fallthrough */
3961         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
3962                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
3963                 if (page_mapped(page))
3964                         goto unlock_out;
3965                 /*
3966                  * Pages under migration may not be uncharged.  But
3967                  * end_migration() /must/ be the one uncharging the
3968                  * unused post-migration page and so it has to call
3969                  * here with the migration bit still set.  See the
3970                  * res_counter handling below.
3971                  */
3972                 if (!end_migration && PageCgroupMigration(pc))
3973                         goto unlock_out;
3974                 break;
3975         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
3976                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
3977                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
3978                                 goto unlock_out;
3979                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
3980                                 goto unlock_out;
3981                 break;
3982         default:
3983                 break;
3984         }
3985
3986         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, -nr_pages);
3987
3988         ClearPageCgroupUsed(pc);
3989         /*
3990          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
3991          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
3992          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
3993          * special functions.
3994          */
3995
3996         unlock_page_cgroup(pc);
3997         /*
3998          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
3999          * will never be freed, so it's safe to call css_get().
4000          */
4001         memcg_check_events(memcg, page);
4002         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
4003                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
4004                 css_get(&memcg->css);
4005         }
4006         /*
4007          * Migration does not charge the res_counter for the
4008          * replacement page, so leave it alone when phasing out the
4009          * page that is unused after the migration.
4010          */
4011         if (!end_migration && !mem_cgroup_is_root(memcg))
4012                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
4013
4014         return memcg;
4015
4016 unlock_out:
4017         unlock_page_cgroup(pc);
4018         return NULL;
4019 }
4020
4021 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
4022 {
4023         /* early check. */
4024         if (page_mapped(page))
4025                 return;
4026         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
4027         /*
4028          * If the page is in swap cache, uncharge should be deferred
4029          * to the swap path, which also properly accounts swap usage
4030          * and handles memcg lifetime.
4031          *
4032          * Note that this check is not stable and reclaim may add the
4033          * page to swap cache at any time after this.  However, if the
4034          * page is not in swap cache by the time page->mapcount hits
4035          * 0, there won't be any page table references to the swap
4036          * slot, and reclaim will free it and not actually write the
4037          * page to disk.
4038          */
4039         if (PageSwapCache(page))
4040                 return;
4041         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
4042 }
4043
4044 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
4045 {
4046         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
4047         VM_BUG_ON(page->mapping);
4048         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE, false);
4049 }
4050
4051 /*
4052  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
4053  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
4054  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
4055  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
4056  * This may be called prural(2) times in a context,
4057  */
4058
4059 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
4060 {
4061         current->memcg_batch.do_batch++;
4062         /* We can do nest. */
4063         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
4064                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
4065                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
4066                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
4067         }
4068 }
4069
4070 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
4071 {
4072         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
4073
4074         if (!batch->do_batch)
4075                 return;
4076
4077         batch->do_batch--;
4078         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
4079                 return;
4080
4081         if (!batch->memcg)
4082                 return;
4083         /*
4084          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
4085          * bacause we hide charges behind us.
4086          */
4087         if (batch->nr_pages)
4088                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
4089                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
4090         if (batch->memsw_nr_pages)
4091                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
4092                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
4093         memcg_oom_recover(batch->memcg);
4094         /* forget this pointer (for sanity check) */
4095         batch->memcg = NULL;
4096 }
4097
4098 #ifdef CONFIG_SWAP
4099 /*
4100  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
4101  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
4102  */
4103 void
4104 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
4105 {
4106         struct mem_cgroup *memcg;
4107         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
4108
4109         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
4110                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
4111
4112         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype, false);
4113
4114         /*
4115          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
4116          * css_get() was called in uncharge().
4117          */
4118         if (do_swap_account && swapout && memcg)
4119                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
4120 }
4121 #endif
4122
4123 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4124 /*
4125  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
4126  * uncharge "memsw" account.
4127  */
4128 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
4129 {
4130         struct mem_cgroup *memcg;
4131         unsigned short id;
4132
4133         if (!do_swap_account)
4134                 return;
4135
4136         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
4137         rcu_read_lock();
4138         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
4139         if (memcg) {
4140                 /*
4141                  * We uncharge this because swap is freed.
4142                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
4143                  */
4144                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4145                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
4146                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
4147                 css_put(&memcg->css);
4148         }
4149         rcu_read_unlock();
4150 }
4151
4152 /**
4153  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
4154  * @entry: swap entry to be moved
4155  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
4156  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
4157  *
4158  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
4159  * as the mem_cgroup's id of @from.
4160  *
4161  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
4162  *
4163  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
4164  * both res and memsw, and called css_get().
4165  */
4166 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4167                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4168 {
4169         unsigned short old_id, new_id;
4170
4171         old_id = css_id(&from->css);
4172         new_id = css_id(&to->css);
4173
4174         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
4175                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
4176                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
4177                 /*
4178                  * This function is only called from task migration context now.
4179                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
4180                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
4181                  * improvement. But we cannot postpone css_get(to)  because if
4182                  * the process that has been moved to @to does swap-in, the
4183                  * refcount of @to might be decreased to 0.
4184                  *
4185                  * We are in attach() phase, so the cgroup is guaranteed to be
4186                  * alive, so we can just call css_get().
4187                  */
4188                 css_get(&to->css);
4189                 return 0;
4190         }
4191         return -EINVAL;
4192 }
4193 #else
4194 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4195                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4196 {
4197         return -EINVAL;
4198 }
4199 #endif
4200
4201 /*
4202  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
4203  * page belongs to.
4204  */
4205 void mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page, struct page *newpage,
4206                                   struct mem_cgroup **memcgp)
4207 {
4208         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4209         unsigned int nr_pages = 1;
4210         struct page_cgroup *pc;
4211         enum charge_type ctype;
4212
4213         *memcgp = NULL;
4214
4215         if (mem_cgroup_disabled())
4216                 return;
4217
4218         if (PageTransHuge(page))
4219                 nr_pages <<= compound_order(page);
4220
4221         pc = lookup_page_cgroup(page);
4222         lock_page_cgroup(pc);
4223         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4224                 memcg = pc->mem_cgroup;
4225                 css_get(&memcg->css);
4226                 /*
4227                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
4228                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
4229                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
4230                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
4231                  * until end_migration() is called
4232                  *
4233                  * Corner Case Thinking
4234                  * A)
4235                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
4236                  * while migration was ongoing.
4237                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
4238                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
4239                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
4240                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
4241                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
4242                  *
4243                  * B)
4244                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
4245                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
4246                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
4247                  * without charging it again.
4248                  *
4249                  * C)
4250                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
4251                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
4252                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
4253                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
4254                  */
4255                 if (PageAnon(page))
4256                         SetPageCgroupMigration(pc);
4257         }
4258         unlock_page_cgroup(pc);
4259         /*
4260          * If the page is not charged at this point,
4261          * we return here.
4262          */
4263         if (!memcg)
4264                 return;
4265
4266         *memcgp = memcg;
4267         /*
4268          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
4269          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
4270          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
4271          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
4272          */
4273         if (PageAnon(page))
4274                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON;
4275         else
4276                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4277         /*
4278          * The page is committed to the memcg, but it's not actually
4279          * charged to the res_counter since we plan on replacing the
4280          * old one and only one page is going to be left afterwards.
4281          */
4282         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, nr_pages, ctype, false);
4283 }
4284
4285 /* remove redundant charge if migration failed*/
4286 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
4287         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
4288 {
4289         struct page *used, *unused;
4290         struct page_cgroup *pc;
4291         bool anon;
4292
4293         if (!memcg)
4294                 return;
4295
4296         if (!migration_ok) {
4297                 used = oldpage;
4298                 unused = newpage;
4299         } else {
4300                 used = newpage;
4301                 unused = oldpage;
4302         }
4303         anon = PageAnon(used);
4304         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
4305                                      anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON
4306                                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE,
4307                                      true);
4308         css_put(&memcg->css);
4309         /*
4310          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
4311          * of the page goes down to zero, temporarly.
4312          * Clear the flag and check the page should be charged.
4313          */
4314         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4315         lock_page_cgroup(pc);
4316         ClearPageCgroupMigration(pc);
4317         unlock_page_cgroup(pc);
4318
4319         /*
4320          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
4321          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
4322          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
4323          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
4324          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
4325          * check. (see prepare_charge() also)
4326          */
4327         if (anon)
4328                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
4329 }
4330
4331 /*
4332  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
4333  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
4334  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
4335  */
4336 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
4337                                   struct page *newpage)
4338 {
4339         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4340         struct page_cgroup *pc;
4341         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4342
4343         if (mem_cgroup_disabled())
4344                 return;
4345
4346         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4347         /* fix accounting on old pages */
4348         lock_page_cgroup(pc);
4349         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4350                 memcg = pc->mem_cgroup;
4351                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, oldpage, false, -1);
4352                 ClearPageCgroupUsed(pc);
4353         }
4354         unlock_page_cgroup(pc);
4355
4356         /*
4357          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
4358          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
4359          */
4360         if (!memcg)
4361                 return;
4362         /*
4363          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
4364          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
4365          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
4366          */
4367         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
4368 }
4369
4370 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4371 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
4372 {
4373         struct page_cgroup *pc;
4374
4375         pc = lookup_page_cgroup(page);
4376         /*
4377          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
4378          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
4379          * or when mem_cgroup_disabled().
4380          */
4381         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
4382                 return pc;
4383         return NULL;
4384 }
4385
4386 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
4387 {
4388         if (mem_cgroup_disabled())
4389                 return false;
4390
4391         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
4392 }
4393
4394 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
4395 {
4396         struct page_cgroup *pc;
4397
4398         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
4399         if (pc) {
4400                 pr_alert("pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
4401                          pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
4402         }
4403 }
4404 #endif
4405
4406 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4407                                 unsigned long long val)
4408 {
4409         int retry_count;
4410         u64 memswlimit, memlimit;
4411         int ret = 0;
4412         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4413         u64 curusage, oldusage;
4414         int enlarge;
4415
4416         /*
4417          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
4418          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
4419          * of # of children which we should visit in this loop.
4420          */
4421         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
4422
4423         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4424
4425         enlarge = 0;
4426         while (retry_count) {
4427                 if (signal_pending(current)) {
4428                         ret = -EINTR;
4429                         break;
4430                 }
4431                 /*
4432                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4433                  * open coded manner. You see what this really does.
4434                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4435                  */
4436                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4437                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4438                 if (memswlimit < val) {
4439                         ret = -EINVAL;
4440                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4441                         break;
4442                 }
4443
4444                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4445                 if (memlimit < val)
4446                         enlarge = 1;
4447
4448                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
4449                 if (!ret) {
4450                         if (memswlimit == val)
4451                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4452                         else
4453                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4454                 }
4455                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4456
4457                 if (!ret)
4458                         break;
4459
4460                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4461                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4462                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4463                 /* Usage is reduced ? */
4464                 if (curusage >= oldusage)
4465                         retry_count--;
4466                 else
4467                         oldusage = curusage;
4468         }
4469         if (!ret && enlarge)
4470                 memcg_oom_recover(memcg);
4471
4472         return ret;
4473 }
4474
4475 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4476                                         unsigned long long val)
4477 {
4478         int retry_count;
4479         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
4480         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4481         int ret = -EBUSY;
4482         int enlarge = 0;
4483
4484         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
4485         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4486         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4487         while (retry_count) {
4488                 if (signal_pending(current)) {
4489                         ret = -EINTR;
4490                         break;
4491                 }
4492                 /*
4493                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4494                  * open coded manner. You see what this really does.
4495                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4496                  */
4497                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4498                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4499                 if (memlimit > val) {
4500                         ret = -EINVAL;
4501                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4502                         break;
4503                 }
4504                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4505                 if (memswlimit < val)
4506                         enlarge = 1;
4507                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
4508                 if (!ret) {
4509                         if (memlimit == val)
4510                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4511                         else
4512                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4513                 }
4514                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4515
4516                 if (!ret)
4517                         break;
4518
4519                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4520                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
4521                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4522                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4523                 /* Usage is reduced ? */
4524                 if (curusage >= oldusage)
4525                         retry_count--;
4526                 else
4527                         oldusage = curusage;
4528         }
4529         if (!ret && enlarge)
4530                 memcg_oom_recover(memcg);
4531         return ret;
4532 }
4533
4534 /**
4535  * mem_cgroup_force_empty_list - clears LRU of a group
4536  * @memcg: group to clear
4537  * @node: NUMA node
4538  * @zid: zone id
4539  * @lru: lru to to clear
4540  *
4541  * Traverse a specified page_cgroup list and try to drop them all.  This doesn't
4542  * reclaim the pages page themselves - pages are moved to the parent (or root)
4543  * group.
4544  */
4545 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
4546                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
4547 {
4548         struct lruvec *lruvec;
4549         unsigned long flags;
4550         struct list_head *list;
4551         struct page *busy;
4552         struct zone *zone;
4553
4554         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
4555         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
4556         list = &lruvec->lists[lru];
4557
4558         busy = NULL;
4559         do {
4560                 struct page_cgroup *pc;
4561                 struct page *page;
4562
4563                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
4564                 if (list_empty(list)) {
4565                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4566                         break;
4567                 }
4568                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
4569                 if (busy == page) {
4570                         list_move(&page->lru, list);
4571                         busy = NULL;
4572                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4573                         continue;
4574                 }
4575                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4576
4577                 pc = lookup_page_cgroup(page);
4578
4579                 if (mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg)) {
4580                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
4581                         busy = page;
4582                         cond_resched();
4583                 } else
4584                         busy = NULL;
4585         } while (!list_empty(list));
4586 }
4587
4588 /*
4589  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task by moving
4590  * all the charges and pages to the parent.
4591  * This enables deleting this mem_cgroup.
4592  *
4593  * Caller is responsible for holding css reference on the memcg.
4594  */
4595 static void mem_cgroup_reparent_charges(struct mem_cgroup *memcg)
4596 {
4597         int node, zid;
4598         u64 usage;
4599
4600         do {
4601                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
4602                 lru_add_drain_all();
4603                 drain_all_stock_sync(memcg);
4604                 mem_cgroup_start_move(memcg);
4605                 for_each_node_state(node, N_MEMORY) {
4606                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4607                                 enum lru_list lru;
4608                                 for_each_lru(lru) {
4609                                         mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
4610                                                         node, zid, lru);
4611                                 }
4612                         }
4613                 }
4614                 mem_cgroup_end_move(memcg);
4615                 memcg_oom_recover(memcg);
4616                 cond_resched();
4617
4618                 /*
4619                  * Kernel memory may not necessarily be trackable to a specific
4620                  * process. So they are not migrated, and therefore we can't
4621                  * expect their value to drop to 0 here.
4622                  * Having res filled up with kmem only is enough.
4623                  *
4624                  * This is a safety check because mem_cgroup_force_empty_list
4625                  * could have raced with mem_cgroup_replace_page_cache callers
4626                  * so the lru seemed empty but the page could have been added
4627                  * right after the check. RES_USAGE should be safe as we always
4628                  * charge before adding to the LRU.
4629                  */
4630                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) -
4631                         res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE);
4632         } while (usage > 0);
4633 }
4634
4635 /*
4636  * This mainly exists for tests during the setting of set of use_hierarchy.
4637  * Since this is the very setting we are changing, the current hierarchy value
4638  * is meaningless
4639  */
4640 static inline bool __memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4641 {
4642         struct cgroup_subsys_state *pos;
4643
4644         /* bounce at first found */
4645         css_for_each_child(pos, &memcg->css)
4646                 return true;
4647         return false;
4648 }
4649
4650 /*
4651  * Must be called with memcg_create_mutex held, unless the cgroup is guaranteed
4652  * to be already dead (as in mem_cgroup_force_empty, for instance).  This is
4653  * from mem_cgroup_count_children(), in the sense that we don't really care how
4654  * many children we have; we only need to know if we have any.  It also counts
4655  * any memcg without hierarchy as infertile.
4656  */
4657 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4658 {
4659         return memcg->use_hierarchy && __memcg_has_children(memcg);
4660 }
4661
4662 /*
4663  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
4664  * the rest to the parent.
4665  *
4666  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
4667  */
4668 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
4669 {
4670         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4671         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
4672
4673         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
4674         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
4675                 return -EBUSY;
4676
4677         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
4678         lru_add_drain_all();
4679         /* try to free all pages in this cgroup */
4680         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
4681                 int progress;
4682
4683                 if (signal_pending(current))
4684                         return -EINTR;
4685
4686                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
4687                                                 false);
4688                 if (!progress) {
4689                         nr_retries--;
4690                         /* maybe some writeback is necessary */
4691                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
4692                 }
4693
4694         }
4695         lru_add_drain();
4696         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
4697
4698         return 0;
4699 }
4700
4701 static int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4702                                         unsigned int event)
4703 {
4704         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4705
4706         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
4707                 return -EINVAL;
4708         return mem_cgroup_force_empty(memcg);
4709 }
4710
4711 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4712                                      struct cftype *cft)
4713 {
4714         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
4715 }
4716
4717 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4718                                       struct cftype *cft, u64 val)
4719 {
4720         int retval = 0;
4721         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4722         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
4723
4724         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4725
4726         if (memcg->use_hierarchy == val)
4727                 goto out;
4728
4729         /*
4730          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
4731          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
4732          * occur, provided the current cgroup has no children.
4733          *
4734          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
4735          * set if there are no children.
4736          */
4737         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
4738                                 (val == 1 || val == 0)) {
4739                 if (!__memcg_has_children(memcg))
4740                         memcg->use_hierarchy = val;
4741                 else
4742                         retval = -EBUSY;
4743         } else
4744                 retval = -EINVAL;
4745
4746 out:
4747         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4748
4749         return retval;
4750 }
4751
4752
4753 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
4754                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
4755 {
4756         struct mem_cgroup *iter;
4757         long val = 0;
4758
4759         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
4760         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4761                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
4762
4763         if (val < 0) /* race ? */
4764                 val = 0;
4765         return val;
4766 }
4767
4768 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4769 {
4770         u64 val;
4771
4772         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
4773                 if (!swap)
4774                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4775                 else
4776                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4777         }
4778
4779         /*
4780          * Transparent hugepages are still accounted for in MEM_CGROUP_STAT_RSS
4781          * as well as in MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE.
4782          */
4783         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
4784         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
4785
4786         if (swap)
4787                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
4788
4789         return val << PAGE_SHIFT;
4790 }
4791
4792 static ssize_t mem_cgroup_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4793                                struct cftype *cft, struct file *file,
4794                                char __user *buf, size_t nbytes, loff_t *ppos)
4795 {
4796         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4797         char str[64];
4798         u64 val;
4799         int name, len;
4800         enum res_type type;
4801
4802         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4803         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
4804
4805         switch (type) {
4806         case _MEM:
4807                 if (name == RES_USAGE)
4808                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4809                 else
4810                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
4811                 break;
4812         case _MEMSWAP:
4813                 if (name == RES_USAGE)
4814                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4815                 else
4816                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
4817                 break;
4818         case _KMEM:
4819                 val = res_counter_read_u64(&memcg->kmem, name);
4820                 break;
4821         default:
4822                 BUG();
4823         }
4824
4825         len = scnprintf(str, sizeof(str), "%llu\n", (unsigned long long)val);
4826         return simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, str, len);
4827 }
4828
4829 static int memcg_update_kmem_limit(struct cgroup_subsys_state *css, u64 val)
4830 {
4831         int ret = -EINVAL;
4832 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4833         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4834         /*
4835          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
4836          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
4837          * already joined.
4838          *
4839          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
4840          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
4841          * place, which makes the value quite meaningless.
4842          *
4843          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
4844          * of course permitted.
4845          */
4846         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4847         mutex_lock(&set_limit_mutex);
4848         if (!memcg->kmem_account_flags && val != RES_COUNTER_MAX) {
4849                 if (cgroup_task_count(css->cgroup) || memcg_has_children(memcg)) {
4850                         ret = -EBUSY;
4851                         goto out;
4852                 }
4853                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
4854                 VM_BUG_ON(ret);
4855
4856                 ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
4857                 if (ret) {
4858                         res_counter_set_limit(&memcg->kmem, RES_COUNTER_MAX);
4859                         goto out;
4860                 }
4861                 static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
4862                 /*
4863                  * setting the active bit after the inc will guarantee no one
4864                  * starts accounting before all call sites are patched
4865                  */
4866                 memcg_kmem_set_active(memcg);
4867         } else
4868                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
4869 out:
4870         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4871         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4872 #endif
4873         return ret;
4874 }
4875
4876 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4877 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
4878 {
4879         int ret = 0;
4880         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
4881         if (!parent)
4882                 goto out;
4883
4884         memcg->kmem_account_flags = parent->kmem_account_flags;
4885         /*
4886          * When that happen, we need to disable the static branch only on those
4887          * memcgs that enabled it. To achieve this, we would be forced to
4888          * complicate the code by keeping track of which memcgs were the ones
4889          * that actually enabled limits, and which ones got it from its
4890          * parents.
4891          *
4892          * It is a lot simpler just to do static_key_slow_inc() on every child
4893          * that is accounted.
4894          */
4895         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
4896                 goto out;
4897
4898         /*
4899          * __mem_cgroup_free() will issue static_key_slow_dec() because this
4900          * memcg is active already. If the later initialization fails then the
4901          * cgroup core triggers the cleanup so we do not have to do it here.
4902          */
4903         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
4904
4905         mutex_lock(&set_limit_mutex);
4906         memcg_stop_kmem_account();
4907         ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
4908         memcg_resume_kmem_account();
4909         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4910 out:
4911         return ret;
4912 }
4913 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
4914
4915 /*
4916  * The user of this function is...
4917  * RES_LIMIT.
4918  */
4919 static int mem_cgroup_write(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft,
4920                             const char *buffer)
4921 {
4922         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4923         enum res_type type;
4924         int name;
4925         unsigned long long val;
4926         int ret;
4927
4928         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4929         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
4930
4931         switch (name) {
4932         case RES_LIMIT:
4933                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
4934                         ret = -EINVAL;
4935                         break;
4936                 }
4937                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
4938                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
4939                 if (ret)
4940                         break;
4941                 if (type == _MEM)
4942                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
4943                 else if (type == _MEMSWAP)
4944                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
4945                 else if (type == _KMEM)
4946                         ret = memcg_update_kmem_limit(css, val);
4947                 else
4948                         return -EINVAL;
4949                 break;
4950         case RES_SOFT_LIMIT:
4951                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
4952                 if (ret)
4953                         break;
4954                 /*
4955                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
4956                  * of semantics, for now, we support soft limits for
4957                  * control without swap
4958                  */
4959                 if (type == _MEM)
4960                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
4961                 else
4962                         ret = -EINVAL;
4963                 break;
4964         default:
4965                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
4966                 break;
4967         }
4968         return ret;
4969 }
4970
4971 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4972                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
4973 {
4974         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
4975
4976         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4977         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4978         if (!memcg->use_hierarchy)
4979                 goto out;
4980
4981         while (css_parent(&memcg->css)) {
4982                 memcg = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
4983                 if (!memcg->use_hierarchy)
4984                         break;
4985                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4986                 min_limit = min(min_limit, tmp);
4987                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4988                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
4989         }
4990 out:
4991         *mem_limit = min_limit;
4992         *memsw_limit = min_memsw_limit;
4993 }
4994
4995 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup_subsys_state *css, unsigned int event)
4996 {
4997         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4998         int name;
4999         enum res_type type;
5000
5001         type = MEMFILE_TYPE(event);
5002         name = MEMFILE_ATTR(event);
5003
5004         switch (name) {
5005         case RES_MAX_USAGE:
5006                 if (type == _MEM)
5007                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
5008                 else if (type == _MEMSWAP)
5009                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
5010                 else if (type == _KMEM)
5011                         res_counter_reset_max(&memcg->kmem);
5012                 else
5013                         return -EINVAL;
5014                 break;
5015         case RES_FAILCNT:
5016                 if (type == _MEM)
5017                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
5018                 else if (type == _MEMSWAP)
5019                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
5020                 else if (type == _KMEM)
5021                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->kmem);
5022                 else
5023                         return -EINVAL;
5024                 break;
5025         }
5026
5027         return 0;
5028 }
5029
5030 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5031                                         struct cftype *cft)
5032 {
5033         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
5034 }
5035
5036 #ifdef CONFIG_MMU
5037 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5038                                         struct cftype *cft, u64 val)
5039 {
5040         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5041
5042         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
5043                 return -EINVAL;
5044
5045         /*
5046          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
5047          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
5048          * on with stale data. This means that changes to this value will only
5049          * affect task migrations starting after the change.
5050          */
5051         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
5052         return 0;
5053 }
5054 #else
5055 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5056                                         struct cftype *cft, u64 val)
5057 {
5058         return -ENOSYS;
5059 }
5060 #endif
5061
5062 #ifdef CONFIG_NUMA
5063 static int memcg_numa_stat_show(struct cgroup_subsys_state *css,
5064                                 struct cftype *cft, struct seq_file *m)
5065 {
5066         int nid;
5067         unsigned long total_nr, file_nr, anon_nr, unevictable_nr;
5068         unsigned long node_nr;
5069         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5070
5071         total_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL);
5072         seq_printf(m, "total=%lu", total_nr);
5073         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5074                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL);
5075                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5076         }
5077         seq_putc(m, '\n');
5078
5079         file_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_FILE);
5080         seq_printf(m, "file=%lu", file_nr);
5081         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5082                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5083                                 LRU_ALL_FILE);
5084                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5085         }
5086         seq_putc(m, '\n');
5087
5088         anon_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_ANON);
5089         seq_printf(m, "anon=%lu", anon_nr);
5090         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5091                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5092                                 LRU_ALL_ANON);
5093                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5094         }
5095         seq_putc(m, '\n');
5096
5097         unevictable_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
5098         seq_printf(m, "unevictable=%lu", unevictable_nr);
5099         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5100                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5101                                 BIT(LRU_UNEVICTABLE));
5102                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5103         }
5104         seq_putc(m, '\n');
5105         return 0;
5106 }
5107 #endif /* CONFIG_NUMA */
5108
5109 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
5110 {
5111         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
5112 }
5113
5114 static int memcg_stat_show(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft,
5115                                  struct seq_file *m)
5116 {
5117         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5118         struct mem_cgroup *mi;
5119         unsigned int i;
5120
5121         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5122                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5123                         continue;
5124                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
5125                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
5126         }
5127
5128         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
5129                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
5130                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
5131
5132         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
5133                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
5134                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
5135
5136         /* Hierarchical information */
5137         {
5138                 unsigned long long limit, memsw_limit;
5139                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
5140                 seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n", limit);
5141                 if (do_swap_account)
5142                         seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
5143                                    memsw_limit);
5144         }
5145
5146         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5147                 long long val = 0;
5148
5149                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5150                         continue;
5151                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5152                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
5153                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
5154         }
5155
5156         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
5157                 unsigned long long val = 0;
5158
5159                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5160                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
5161                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
5162                            mem_cgroup_events_names[i], val);
5163         }
5164
5165         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
5166                 unsigned long long val = 0;
5167
5168                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5169                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
5170                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
5171         }
5172
5173 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5174         {
5175                 int nid, zid;
5176                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5177                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
5178                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
5179                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
5180
5181                 for_each_online_node(nid)
5182                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
5183                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
5184                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
5185
5186                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
5187                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
5188                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
5189                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
5190                         }
5191                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
5192                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
5193                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
5194                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
5195         }
5196 #endif
5197
5198         return 0;
5199 }
5200
5201 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5202                                       struct cftype *cft)
5203 {
5204         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5205
5206         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
5207 }
5208
5209 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5210                                        struct cftype *cft, u64 val)
5211 {
5212         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5213         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5214
5215         if (val > 100 || !parent)
5216                 return -EINVAL;
5217
5218         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5219
5220         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
5221         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5222                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5223                 return -EINVAL;
5224         }
5225
5226         memcg->swappiness = val;
5227
5228         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5229
5230         return 0;
5231 }
5232
5233 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5234 {
5235         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
5236         u64 usage;
5237         int i;
5238
5239         rcu_read_lock();
5240         if (!swap)
5241                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
5242         else
5243                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
5244
5245         if (!t)
5246                 goto unlock;
5247
5248         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
5249
5250         /*
5251          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
5252          * If it's not true, a threshold was crossed after last
5253          * call of __mem_cgroup_threshold().
5254          */
5255         i = t->current_threshold;
5256
5257         /*
5258          * Iterate backward over array of thresholds starting from
5259          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
5260          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
5261          * only one element of the array here.
5262          */
5263         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
5264                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5265
5266         /* i = current_threshold + 1 */
5267         i++;
5268
5269         /*
5270          * Iterate forward over array of thresholds starting from
5271          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
5272          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
5273          * only one element of the array here.
5274          */
5275         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
5276                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5277
5278         /* Update current_threshold */
5279         t->current_threshold = i - 1;
5280 unlock:
5281         rcu_read_unlock();
5282 }
5283
5284 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
5285 {
5286         while (memcg) {
5287                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
5288                 if (do_swap_account)
5289                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
5290
5291                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5292         }
5293 }
5294
5295 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
5296 {
5297         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
5298         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
5299
5300         if (_a->threshold > _b->threshold)
5301                 return 1;
5302
5303         if (_a->threshold < _b->threshold)
5304                 return -1;
5305
5306         return 0;
5307 }
5308
5309 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
5310 {
5311         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
5312
5313         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
5314                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
5315         return 0;
5316 }
5317
5318 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
5319 {
5320         struct mem_cgroup *iter;
5321
5322         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5323                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
5324 }
5325
5326 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5327         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5328 {
5329         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5330         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5331         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5332         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5333         u64 threshold, usage;
5334         int i, size, ret;
5335
5336         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
5337         if (ret)
5338                 return ret;
5339
5340         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5341
5342         if (type == _MEM)
5343                 thresholds = &memcg->thresholds;
5344         else if (type == _MEMSWAP)
5345                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5346         else
5347                 BUG();
5348
5349         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5350
5351         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
5352         if (thresholds->primary)
5353                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5354
5355         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
5356
5357         /* Allocate memory for new array of thresholds */
5358         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5359                         GFP_KERNEL);
5360         if (!new) {
5361                 ret = -ENOMEM;
5362                 goto unlock;
5363         }
5364         new->size = size;
5365
5366         /* Copy thresholds (if any) to new array */
5367         if (thresholds->primary) {
5368                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
5369                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
5370         }
5371
5372         /* Add new threshold */
5373         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
5374         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
5375
5376         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
5377         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5378                         compare_thresholds, NULL);
5379
5380         /* Find current threshold */
5381         new->current_threshold = -1;
5382         for (i = 0; i < size; i++) {
5383                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
5384                         /*
5385                          * new->current_threshold will not be used until
5386                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5387                          * it here.
5388                          */
5389                         ++new->current_threshold;
5390                 } else
5391                         break;
5392         }
5393
5394         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
5395         kfree(thresholds->spare);
5396         thresholds->spare = thresholds->primary;
5397
5398         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5399
5400         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5401         synchronize_rcu();
5402
5403 unlock:
5404         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5405
5406         return ret;
5407 }
5408
5409 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5410         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5411 {
5412         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5413         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5414         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5415         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5416         u64 usage;
5417         int i, j, size;
5418
5419         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5420         if (type == _MEM)
5421                 thresholds = &memcg->thresholds;
5422         else if (type == _MEMSWAP)
5423                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5424         else
5425                 BUG();
5426
5427         if (!thresholds->primary)
5428                 goto unlock;
5429
5430         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5431
5432         /* Check if a threshold crossed before removing */
5433         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5434
5435         /* Calculate new number of threshold */
5436         size = 0;
5437         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5438                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
5439                         size++;
5440         }
5441
5442         new = thresholds->spare;
5443
5444         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
5445         if (!size) {
5446                 kfree(new);
5447                 new = NULL;
5448                 goto swap_buffers;
5449         }
5450
5451         new->size = size;
5452
5453         /* Copy thresholds and find current threshold */
5454         new->current_threshold = -1;
5455         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5456                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
5457                         continue;
5458
5459                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
5460                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
5461                         /*
5462                          * new->current_threshold will not be used
5463                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5464                          * it here.
5465                          */
5466                         ++new->current_threshold;
5467                 }
5468                 j++;
5469         }
5470
5471 swap_buffers:
5472         /* Swap primary and spare array */
5473         thresholds->spare = thresholds->primary;
5474         /* If all events are unregistered, free the spare array */
5475         if (!new) {
5476                 kfree(thresholds->spare);
5477                 thresholds->spare = NULL;
5478         }
5479
5480         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5481
5482         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5483         synchronize_rcu();
5484 unlock:
5485         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5486 }
5487
5488 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5489         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5490 {
5491         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5492         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
5493         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5494
5495         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5496         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5497         if (!event)
5498                 return -ENOMEM;
5499
5500         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5501
5502         event->eventfd = eventfd;
5503         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
5504
5505         /* already in OOM ? */
5506         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5507                 eventfd_signal(eventfd, 1);
5508         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5509
5510         return 0;
5511 }
5512
5513 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5514         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5515 {
5516         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5517         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
5518         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5519
5520         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5521
5522         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5523
5524         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
5525                 if (ev->eventfd == eventfd) {
5526                         list_del(&ev->list);
5527                         kfree(ev);
5528                 }
5529         }
5530
5531         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5532 }
5533
5534 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5535         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
5536 {
5537         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5538
5539         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", memcg->oom_kill_disable);
5540
5541         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5542                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
5543         else
5544                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
5545         return 0;
5546 }
5547
5548 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5549         struct cftype *cft, u64 val)
5550 {
5551         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5552         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5553
5554         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
5555         if (!parent || !((val == 0) || (val == 1)))
5556                 return -EINVAL;
5557
5558         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5559         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
5560         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5561                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5562                 return -EINVAL;
5563         }
5564         memcg->oom_kill_disable = val;
5565         if (!val)
5566                 memcg_oom_recover(memcg);
5567         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5568         return 0;
5569 }
5570
5571 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5572 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5573 {
5574         int ret;
5575
5576         memcg->kmemcg_id = -1;
5577         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
5578         if (ret)
5579                 return ret;
5580
5581         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
5582 }
5583
5584 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5585 {
5586         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
5587 }
5588
5589 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5590 {
5591         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5592                 return;
5593
5594         /*
5595          * kmem charges can outlive the cgroup. In the case of slab
5596          * pages, for instance, a page contain objects from various
5597          * processes. As we prevent from taking a reference for every
5598          * such allocation we have to be careful when doing uncharge
5599          * (see memcg_uncharge_kmem) and here during offlining.
5600          *
5601          * The idea is that that only the _last_ uncharge which sees
5602          * the dead memcg will drop the last reference. An additional
5603          * reference is taken here before the group is marked dead
5604          * which is then paired with css_put during uncharge resp. here.
5605          *
5606          * Although this might sound strange as this path is called from
5607          * css_offline() when the referencemight have dropped down to 0
5608          * and shouldn't be incremented anymore (css_tryget would fail)
5609          * we do not have other options because of the kmem allocations
5610          * lifetime.
5611          */
5612         css_get(&memcg->css);
5613
5614         memcg_kmem_mark_dead(memcg);
5615
5616         if (res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0)
5617                 return;
5618
5619         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
5620                 css_put(&memcg->css);
5621 }
5622 #else
5623 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5624 {
5625         return 0;
5626 }
5627
5628 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5629 {
5630 }
5631
5632 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5633 {
5634 }
5635 #endif
5636
5637 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
5638         {
5639                 .name = "usage_in_bytes",
5640                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
5641                 .read = mem_cgroup_read,
5642                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
5643                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
5644         },
5645         {
5646                 .name = "max_usage_in_bytes",
5647                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
5648                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5649                 .read = mem_cgroup_read,
5650         },
5651         {
5652                 .name = "limit_in_bytes",
5653                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
5654                 .write_string = mem_cgroup_write,
5655                 .read = mem_cgroup_read,
5656         },
5657         {
5658                 .name = "soft_limit_in_bytes",
5659                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
5660                 .write_string = mem_cgroup_write,
5661                 .read = mem_cgroup_read,
5662         },
5663         {
5664                 .name = "failcnt",
5665                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
5666                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5667                 .read = mem_cgroup_read,
5668         },
5669         {
5670                 .name = "stat",
5671                 .read_seq_string = memcg_stat_show,
5672         },
5673         {
5674                 .name = "force_empty",
5675                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
5676         },
5677         {
5678                 .name = "use_hierarchy",
5679                 .flags = CFTYPE_INSANE,
5680                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
5681                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
5682         },
5683         {
5684                 .name = "swappiness",
5685                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
5686                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
5687         },
5688         {
5689                 .name = "move_charge_at_immigrate",
5690                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
5691                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
5692         },
5693         {
5694                 .name = "oom_control",
5695                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
5696                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
5697                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
5698                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
5699                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
5700         },
5701         {
5702                 .name = "pressure_level",
5703                 .register_event = vmpressure_register_event,
5704                 .unregister_event = vmpressure_unregister_event,
5705         },
5706 #ifdef CONFIG_NUMA
5707         {
5708                 .name = "numa_stat",
5709                 .read_seq_string = memcg_numa_stat_show,
5710         },
5711 #endif
5712 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5713         {
5714                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
5715                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
5716                 .write_string = mem_cgroup_write,
5717                 .read = mem_cgroup_read,
5718         },
5719         {
5720                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
5721                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
5722                 .read = mem_cgroup_read,
5723         },
5724         {
5725                 .name = "kmem.failcnt",
5726                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
5727                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5728                 .read = mem_cgroup_read,
5729         },
5730         {
5731                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
5732                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
5733                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5734                 .read = mem_cgroup_read,
5735         },
5736 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5737         {
5738                 .name = "kmem.slabinfo",
5739                 .read_seq_string = mem_cgroup_slabinfo_read,
5740         },
5741 #endif
5742 #endif
5743         { },    /* terminate */
5744 };
5745
5746 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5747 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
5748         {
5749                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
5750                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
5751                 .read = mem_cgroup_read,
5752                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
5753                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
5754         },
5755         {
5756                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
5757                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
5758                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5759                 .read = mem_cgroup_read,
5760         },
5761         {
5762                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
5763                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
5764                 .write_string = mem_cgroup_write,
5765                 .read = mem_cgroup_read,
5766         },
5767         {
5768                 .name = "memsw.failcnt",
5769                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
5770                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5771                 .read = mem_cgroup_read,
5772         },
5773         { },    /* terminate */
5774 };
5775 #endif
5776 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5777 {
5778         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5779         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5780         int zone, tmp = node;
5781         /*
5782          * This routine is called against possible nodes.
5783          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
5784          *
5785          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
5786          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
5787          *       function.
5788          */
5789         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5790                 tmp = -1;
5791         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
5792         if (!pn)
5793                 return 1;
5794
5795         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
5796                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
5797                 lruvec_init(&mz->lruvec);
5798                 mz->memcg = memcg;
5799         }
5800         memcg->nodeinfo[node] = pn;
5801         return 0;
5802 }
5803
5804 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5805 {
5806         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
5807 }
5808
5809 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
5810 {
5811         struct mem_cgroup *memcg;
5812         size_t size = memcg_size();
5813
5814         /* Can be very big if nr_node_ids is very big */
5815         if (size < PAGE_SIZE)
5816                 memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
5817         else
5818                 memcg = vzalloc(size);
5819
5820         if (!memcg)
5821                 return NULL;
5822
5823         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
5824         if (!memcg->stat)
5825                 goto out_free;
5826         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
5827         return memcg;
5828
5829 out_free:
5830         if (size < PAGE_SIZE)
5831                 kfree(memcg);
5832         else
5833                 vfree(memcg);
5834         return NULL;
5835 }
5836
5837 /*
5838  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
5839  * (scanning all at force_empty is too costly...)
5840  *
5841  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
5842  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
5843  * it goes down to 0.
5844  *
5845  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
5846  */
5847
5848 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5849 {
5850         int node;
5851         size_t size = memcg_size();
5852
5853         free_css_id(&mem_cgroup_subsys, &memcg->css);
5854
5855         for_each_node(node)
5856                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
5857
5858         free_percpu(memcg->stat);
5859
5860         /*
5861          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
5862          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
5863          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
5864          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
5865          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
5866          *
5867          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
5868          * to move this code around, and make sure it is outside
5869          * the cgroup_lock.
5870          */
5871         disarm_static_keys(memcg);
5872         if (size < PAGE_SIZE)
5873                 kfree(memcg);
5874         else
5875                 vfree(memcg);
5876 }
5877
5878 /*
5879  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
5880  */
5881 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
5882 {
5883         if (!memcg->res.parent)
5884                 return NULL;
5885         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
5886 }
5887 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
5888
5889 static struct cgroup_subsys_state * __ref
5890 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
5891 {
5892         struct mem_cgroup *memcg;
5893         long error = -ENOMEM;
5894         int node;
5895
5896         memcg = mem_cgroup_alloc();
5897         if (!memcg)
5898                 return ERR_PTR(error);
5899
5900         for_each_node(node)
5901                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
5902                         goto free_out;
5903
5904         /* root ? */
5905         if (parent_css == NULL) {
5906                 root_mem_cgroup = memcg;
5907                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
5908                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
5909                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5910         }
5911
5912         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
5913         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5914         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
5915         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5916         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5917         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
5918
5919         return &memcg->css;
5920
5921 free_out:
5922         __mem_cgroup_free(memcg);
5923         return ERR_PTR(error);
5924 }
5925
5926 static int
5927 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
5928 {
5929         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5930         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(css));
5931         int error = 0;
5932
5933         if (!parent)
5934                 return 0;
5935
5936         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5937
5938         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
5939         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
5940         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5941
5942         if (parent->use_hierarchy) {
5943                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
5944                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
5945                 res_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
5946
5947                 /*
5948                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
5949                  * core guarantees its existence.
5950                  */
5951         } else {
5952                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
5953                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
5954                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5955                 /*
5956                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
5957                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
5958                  * unfortunate state in our controller.
5959                  */
5960                 if (parent != root_mem_cgroup)
5961                         mem_cgroup_subsys.broken_hierarchy = true;
5962         }
5963
5964         error = memcg_init_kmem(memcg, &mem_cgroup_subsys);
5965         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5966         return error;
5967 }
5968
5969 /*
5970  * Announce all parents that a group from their hierarchy is gone.
5971  */
5972 static void mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *memcg)
5973 {
5974         struct mem_cgroup *parent = memcg;
5975
5976         while ((parent = parent_mem_cgroup(parent)))
5977                 mem_cgroup_iter_invalidate(parent);
5978
5979         /*
5980          * if the root memcg is not hierarchical we have to check it
5981          * explicitely.
5982          */
5983         if (!root_mem_cgroup->use_hierarchy)
5984                 mem_cgroup_iter_invalidate(root_mem_cgroup);
5985 }
5986
5987 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
5988 {
5989         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5990
5991         kmem_cgroup_css_offline(memcg);
5992
5993         mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(memcg);
5994         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
5995         mem_cgroup_destroy_all_caches(memcg);
5996         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
5997 }
5998
5999 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
6000 {
6001         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6002
6003         memcg_destroy_kmem(memcg);
6004         __mem_cgroup_free(memcg);
6005 }
6006
6007 #ifdef CONFIG_MMU
6008 /* Handlers for move charge at task migration. */
6009 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
6010 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
6011 {
6012         int ret = 0;
6013         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6014         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
6015
6016         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6017                 mc.precharge += count;
6018                 /* we don't need css_get for root */
6019                 return ret;
6020         }
6021         /* try to charge at once */
6022         if (count > 1) {
6023                 struct res_counter *dummy;
6024                 /*
6025                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
6026                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
6027                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
6028                  * css_get().
6029                  */
6030                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
6031                         goto one_by_one;
6032                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
6033                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
6034                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
6035                         goto one_by_one;
6036                 }
6037                 mc.precharge += count;
6038                 return ret;
6039         }
6040 one_by_one:
6041         /* fall back to one by one charge */
6042         while (count--) {
6043                 if (signal_pending(current)) {
6044                         ret = -EINTR;
6045                         break;
6046                 }
6047                 if (!batch_count--) {
6048                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6049                         cond_resched();
6050                 }
6051                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
6052                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
6053                 if (ret)
6054                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
6055                         return ret;
6056                 mc.precharge++;
6057         }
6058         return ret;
6059 }
6060
6061 /**
6062  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
6063  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
6064  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
6065  * @ptent: the pte to be checked
6066  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
6067  *
6068  * Returns
6069  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
6070  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
6071  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
6072  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
6073  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
6074  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
6075  *     in target->ent.
6076  *
6077  * Called with pte lock held.
6078  */
6079 union mc_target {
6080         struct page     *page;
6081         swp_entry_t     ent;
6082 };
6083
6084 enum mc_target_type {
6085         MC_TARGET_NONE = 0,
6086         MC_TARGET_PAGE,
6087         MC_TARGET_SWAP,
6088 };
6089
6090 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
6091                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
6092 {
6093         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
6094
6095         if (!page || !page_mapped(page))
6096                 return NULL;
6097         if (PageAnon(page)) {
6098                 /* we don't move shared anon */
6099                 if (!move_anon())
6100                         return NULL;
6101         } else if (!move_file())
6102                 /* we ignore mapcount for file pages */
6103                 return NULL;
6104         if (!get_page_unless_zero(page))
6105                 return NULL;
6106
6107         return page;
6108 }
6109
6110 #ifdef CONFIG_SWAP
6111 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6112                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6113 {
6114         struct page *page = NULL;
6115         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
6116
6117         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
6118                 return NULL;
6119         /*
6120          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
6121          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
6122          */
6123         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
6124         if (do_swap_account)
6125                 entry->val = ent.val;
6126
6127         return page;
6128 }
6129 #else
6130 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6131                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6132 {
6133         return NULL;
6134 }
6135 #endif
6136
6137 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
6138                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6139 {
6140         struct page *page = NULL;
6141         struct address_space *mapping;
6142         pgoff_t pgoff;
6143
6144         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
6145                 return NULL;
6146         if (!move_file())
6147                 return NULL;
6148
6149         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
6150         if (pte_none(ptent))
6151                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
6152         else /* pte_file(ptent) is true */
6153                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
6154
6155         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
6156         page = find_get_page(mapping, pgoff);
6157
6158 #ifdef CONFIG_SWAP
6159         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
6160         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
6161                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
6162                 if (do_swap_account)
6163                         *entry = swap;
6164                 page = find_get_page(swap_address_space(swap), swap.val);
6165         }
6166 #endif
6167         return page;
6168 }
6169
6170 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
6171                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
6172 {
6173         struct page *page = NULL;
6174         struct page_cgroup *pc;
6175         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6176         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
6177
6178         if (pte_present(ptent))
6179                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
6180         else if (is_swap_pte(ptent))
6181                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6182         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
6183                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6184
6185         if (!page && !ent.val)
6186                 return ret;
6187         if (page) {
6188                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6189                 /*
6190                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
6191                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
6192                  * the lock.
6193                  */
6194                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6195                         ret = MC_TARGET_PAGE;
6196                         if (target)
6197                                 target->page = page;
6198                 }
6199                 if (!ret || !target)
6200                         put_page(page);
6201         }
6202         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
6203         if (ent.val && !ret &&
6204                         css_id(&mc.from->css) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
6205                 ret = MC_TARGET_SWAP;
6206                 if (target)
6207                         target->ent = ent;
6208         }
6209         return ret;
6210 }
6211
6212 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
6213 /*
6214  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
6215  * support them for now.
6216  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
6217  */
6218 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6219                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6220 {
6221         struct page *page = NULL;
6222         struct page_cgroup *pc;
6223         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6224
6225         page = pmd_page(pmd);
6226         VM_BUG_ON(!page || !PageHead(page));
6227         if (!move_anon())
6228                 return ret;
6229         pc = lookup_page_cgroup(page);
6230         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6231                 ret = MC_TARGET_PAGE;
6232                 if (target) {
6233                         get_page(page);
6234                         target->page = page;
6235                 }
6236         }
6237         return ret;
6238 }
6239 #else
6240 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6241                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6242 {
6243         return MC_TARGET_NONE;
6244 }
6245 #endif
6246
6247 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
6248                                         unsigned long addr, unsigned long end,
6249                                         struct mm_walk *walk)
6250 {
6251         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6252         pte_t *pte;
6253         spinlock_t *ptl;
6254
6255         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
6256                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
6257                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
6258                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6259                 return 0;
6260         }
6261
6262         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6263                 return 0;
6264         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6265         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
6266                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
6267                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
6268         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6269         cond_resched();
6270
6271         return 0;
6272 }
6273
6274 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
6275 {
6276         unsigned long precharge;
6277         struct vm_area_struct *vma;
6278
6279         down_read(&mm->mmap_sem);
6280         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6281                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
6282                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
6283                         .mm = mm,
6284                         .private = vma,
6285                 };
6286                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6287                         continue;
6288                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6289                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
6290         }
6291         up_read(&mm->mmap_sem);
6292
6293         precharge = mc.precharge;
6294         mc.precharge = 0;
6295
6296         return precharge;
6297 }
6298
6299 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
6300 {
6301         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
6302
6303         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
6304         mc.moving_task = current;
6305         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
6306 }
6307
6308 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
6309 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
6310 {
6311         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6312         struct mem_cgroup *to = mc.to;
6313         int i;
6314
6315         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
6316         if (mc.precharge) {
6317                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
6318                 mc.precharge = 0;
6319         }
6320         /*
6321          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
6322          * we must uncharge here.
6323          */
6324         if (mc.moved_charge) {
6325                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
6326                 mc.moved_charge = 0;
6327         }
6328         /* we must fixup refcnts and charges */
6329         if (mc.moved_swap) {
6330                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
6331                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
6332                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
6333                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6334
6335                 for (i = 0; i < mc.moved_swap; i++)
6336                         css_put(&mc.from->css);
6337
6338                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
6339                         /*
6340                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
6341                          * uncharge to->res.
6342                          */
6343                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
6344                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6345                 }
6346                 /* we've already done css_get(mc.to) */
6347                 mc.moved_swap = 0;
6348         }
6349         memcg_oom_recover(from);
6350         memcg_oom_recover(to);
6351         wake_up_all(&mc.waitq);
6352 }
6353
6354 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
6355 {
6356         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6357
6358         /*
6359          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
6360          * task migration.
6361          */
6362         mc.moving_task = NULL;
6363         __mem_cgroup_clear_mc();
6364         spin_lock(&mc.lock);
6365         mc.from = NULL;
6366         mc.to = NULL;
6367         spin_unlock(&mc.lock);
6368         mem_cgroup_end_move(from);
6369 }
6370
6371 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6372                                  struct cgroup_taskset *tset)
6373 {
6374         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6375         int ret = 0;
6376         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6377         unsigned long move_charge_at_immigrate;
6378
6379         /*
6380          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
6381          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
6382          * So we need to save it, and keep it going.
6383          */
6384         move_charge_at_immigrate  = memcg->move_charge_at_immigrate;
6385         if (move_charge_at_immigrate) {
6386                 struct mm_struct *mm;
6387                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
6388
6389                 VM_BUG_ON(from == memcg);
6390
6391                 mm = get_task_mm(p);
6392                 if (!mm)
6393                         return 0;
6394                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
6395                 if (mm->owner == p) {
6396                         VM_BUG_ON(mc.from);
6397                         VM_BUG_ON(mc.to);
6398                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
6399                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
6400                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
6401                         mem_cgroup_start_move(from);
6402                         spin_lock(&mc.lock);
6403                         mc.from = from;
6404                         mc.to = memcg;
6405                         mc.immigrate_flags = move_charge_at_immigrate;
6406                         spin_unlock(&mc.lock);
6407                         /* We set mc.moving_task later */
6408
6409                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6410                         if (ret)
6411                                 mem_cgroup_clear_mc();
6412                 }
6413                 mmput(mm);
6414         }
6415         return ret;
6416 }
6417
6418 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6419                                      struct cgroup_taskset *tset)
6420 {
6421         mem_cgroup_clear_mc();
6422 }
6423
6424 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6425                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6426                                 struct mm_walk *walk)
6427 {
6428         int ret = 0;
6429         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6430         pte_t *pte;
6431         spinlock_t *ptl;
6432         enum mc_target_type target_type;
6433         union mc_target target;
6434         struct page *page;
6435         struct page_cgroup *pc;
6436
6437         /*
6438          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
6439          * happens because:
6440          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
6441          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
6442          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
6443          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
6444          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
6445          *    part of thp split is not executed yet.
6446          */
6447         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
6448                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6449                         spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6450                         return 0;
6451                 }
6452                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6453                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6454                         page = target.page;
6455                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6456                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6457                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
6458                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
6459                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6460                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6461                                 }
6462                                 putback_lru_page(page);
6463                         }
6464                         put_page(page);
6465                 }
6466                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6467                 return 0;
6468         }
6469
6470         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6471                 return 0;
6472 retry:
6473         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6474         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6475                 pte_t ptent = *(pte++);
6476                 swp_entry_t ent;
6477
6478                 if (!mc.precharge)
6479                         break;
6480
6481                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6482                 case MC_TARGET_PAGE:
6483                         page = target.page;
6484                         if (isolate_lru_page(page))
6485                                 goto put;
6486                         pc = lookup_page_cgroup(page);
6487                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
6488                                                      mc.from, mc.to)) {
6489                                 mc.precharge--;
6490                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6491                                 mc.moved_charge++;
6492                         }
6493                         putback_lru_page(page);
6494 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6495                         put_page(page);
6496                         break;
6497                 case MC_TARGET_SWAP:
6498                         ent = target.ent;
6499                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6500                                 mc.precharge--;
6501                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
6502                                 mc.moved_swap++;
6503                         }
6504                         break;
6505                 default:
6506                         break;
6507                 }
6508         }
6509         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6510         cond_resched();
6511
6512         if (addr != end) {
6513                 /*
6514                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6515                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6516                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6517                  * phase.
6518                  */
6519                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6520                 if (!ret)
6521                         goto retry;
6522         }
6523
6524         return ret;
6525 }
6526
6527 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
6528 {
6529         struct vm_area_struct *vma;
6530
6531         lru_add_drain_all();
6532 retry:
6533         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
6534                 /*
6535                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
6536                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6537                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6538                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6539                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6540                  */
6541                 __mem_cgroup_clear_mc();
6542                 cond_resched();
6543                 goto retry;
6544         }
6545         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6546                 int ret;
6547                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
6548                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6549                         .mm = mm,
6550                         .private = vma,
6551                 };
6552                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6553                         continue;
6554                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6555                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
6556                 if (ret)
6557                         /*
6558                          * means we have consumed all precharges and failed in
6559                          * doing additional charge. Just abandon here.
6560                          */
6561                         break;
6562         }
6563         up_read(&mm->mmap_sem);
6564 }
6565
6566 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
6567                                  struct cgroup_taskset *tset)
6568 {
6569         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6570         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
6571
6572         if (mm) {
6573                 if (mc.to)
6574                         mem_cgroup_move_charge(mm);
6575                 mmput(mm);
6576         }
6577         if (mc.to)
6578                 mem_cgroup_clear_mc();
6579 }
6580 #else   /* !CONFIG_MMU */
6581 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6582                                  struct cgroup_taskset *tset)
6583 {
6584         return 0;
6585 }
6586 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6587                                      struct cgroup_taskset *tset)
6588 {
6589 }
6590 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
6591                                  struct cgroup_taskset *tset)
6592 {
6593 }
6594 #endif
6595
6596 /*
6597  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
6598  * to verify sane_behavior flag on each mount attempt.
6599  */
6600 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
6601 {
6602         /*
6603          * use_hierarchy is forced with sane_behavior.  cgroup core
6604          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
6605          * on for the root memcg is enough.
6606          */
6607         if (cgroup_sane_behavior(root_css->cgroup))
6608                 mem_cgroup_from_css(root_css)->use_hierarchy = true;
6609 }
6610
6611 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
6612         .name = "memory",
6613         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
6614         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6615         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6616         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6617         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6618         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6619         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6620         .attach = mem_cgroup_move_task,
6621         .bind = mem_cgroup_bind,
6622         .base_cftypes = mem_cgroup_files,
6623         .early_init = 0,
6624         .use_id = 1,
6625 };
6626
6627 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6628 static int __init enable_swap_account(char *s)
6629 {
6630         if (!strcmp(s, "1"))
6631                 really_do_swap_account = 1;
6632         else if (!strcmp(s, "0"))
6633                 really_do_swap_account = 0;
6634         return 1;
6635 }
6636 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
6637
6638 static void __init memsw_file_init(void)
6639 {
6640         WARN_ON(cgroup_add_cftypes(&mem_cgroup_subsys, memsw_cgroup_files));
6641 }
6642
6643 static void __init enable_swap_cgroup(void)
6644 {
6645         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
6646                 do_swap_account = 1;
6647                 memsw_file_init();
6648         }
6649 }
6650
6651 #else
6652 static void __init enable_swap_cgroup(void)
6653 {
6654 }
6655 #endif
6656
6657 /*
6658  * subsys_initcall() for memory controller.
6659  *
6660  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
6661  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
6662  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
6663  * be initialized from here.
6664  */
6665 static int __init mem_cgroup_init(void)
6666 {
6667         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
6668         enable_swap_cgroup();
6669         memcg_stock_init();
6670         return 0;
6671 }
6672 subsys_initcall(mem_cgroup_init);