]> Pileus Git - ~andy/linux/blob - mm/memcontrol.c
memcg, vmscan: integrate soft reclaim tighter with zone shrinking code
[~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/rbtree.h>
43 #include <linux/slab.h>
44 #include <linux/swap.h>
45 #include <linux/swapops.h>
46 #include <linux/spinlock.h>
47 #include <linux/eventfd.h>
48 #include <linux/sort.h>
49 #include <linux/fs.h>
50 #include <linux/seq_file.h>
51 #include <linux/vmalloc.h>
52 #include <linux/vmpressure.h>
53 #include <linux/mm_inline.h>
54 #include <linux/page_cgroup.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/oom.h>
57 #include "internal.h"
58 #include <net/sock.h>
59 #include <net/ip.h>
60 #include <net/tcp_memcontrol.h>
61
62 #include <asm/uaccess.h>
63
64 #include <trace/events/vmscan.h>
65
66 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys __read_mostly;
67 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_subsys);
68
69 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
70 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
71
72 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
73 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
74 int do_swap_account __read_mostly;
75
76 /* for remember boot option*/
77 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
78 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
79 #else
80 static int really_do_swap_account __initdata = 0;
81 #endif
82
83 #else
84 #define do_swap_account         0
85 #endif
86
87
88 /*
89  * Statistics for memory cgroup.
90  */
91 enum mem_cgroup_stat_index {
92         /*
93          * For MEM_CONTAINER_TYPE_ALL, usage = pagecache + rss.
94          */
95         MEM_CGROUP_STAT_CACHE,          /* # of pages charged as cache */
96         MEM_CGROUP_STAT_RSS,            /* # of pages charged as anon rss */
97         MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE,       /* # of pages charged as anon huge */
98         MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED,    /* # of pages charged as file rss */
99         MEM_CGROUP_STAT_SWAP,           /* # of pages, swapped out */
100         MEM_CGROUP_STAT_NSTATS,
101 };
102
103 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
104         "cache",
105         "rss",
106         "rss_huge",
107         "mapped_file",
108         "swap",
109 };
110
111 enum mem_cgroup_events_index {
112         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
113         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
114         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
115         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
116         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
117 };
118
119 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
120         "pgpgin",
121         "pgpgout",
122         "pgfault",
123         "pgmajfault",
124 };
125
126 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
127         "inactive_anon",
128         "active_anon",
129         "inactive_file",
130         "active_file",
131         "unevictable",
132 };
133
134 /*
135  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
136  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
137  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
138  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
139  */
140 enum mem_cgroup_events_target {
141         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
142         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
143         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
144         MEM_CGROUP_NTARGETS,
145 };
146 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
147 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
148 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
149
150 struct mem_cgroup_stat_cpu {
151         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
152         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
153         unsigned long nr_page_events;
154         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
155 };
156
157 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
158         /*
159          * last scanned hierarchy member. Valid only if last_dead_count
160          * matches memcg->dead_count of the hierarchy root group.
161          */
162         struct mem_cgroup *last_visited;
163         unsigned long last_dead_count;
164
165         /* scan generation, increased every round-trip */
166         unsigned int generation;
167 };
168
169 /*
170  * per-zone information in memory controller.
171  */
172 struct mem_cgroup_per_zone {
173         struct lruvec           lruvec;
174         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
175
176         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
177
178         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
179         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
180                                                 /* the soft limit is exceeded*/
181         bool                    on_tree;
182         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
183                                                 /* use container_of        */
184 };
185
186 struct mem_cgroup_per_node {
187         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
188 };
189
190 /*
191  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
192  * their hierarchy representation
193  */
194
195 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
196         struct rb_root rb_root;
197         spinlock_t lock;
198 };
199
200 struct mem_cgroup_tree_per_node {
201         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
202 };
203
204 struct mem_cgroup_tree {
205         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
206 };
207
208 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
209
210 struct mem_cgroup_threshold {
211         struct eventfd_ctx *eventfd;
212         u64 threshold;
213 };
214
215 /* For threshold */
216 struct mem_cgroup_threshold_ary {
217         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
218         int current_threshold;
219         /* Size of entries[] */
220         unsigned int size;
221         /* Array of thresholds */
222         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
223 };
224
225 struct mem_cgroup_thresholds {
226         /* Primary thresholds array */
227         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
228         /*
229          * Spare threshold array.
230          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
231          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
232          */
233         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
234 };
235
236 /* for OOM */
237 struct mem_cgroup_eventfd_list {
238         struct list_head list;
239         struct eventfd_ctx *eventfd;
240 };
241
242 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
243 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
244
245 /*
246  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
247  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
248  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
249  * to help the administrator determine what knobs to tune.
250  *
251  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
252  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
253  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
254  * a feature that will be implemented much later in the future.
255  */
256 struct mem_cgroup {
257         struct cgroup_subsys_state css;
258         /*
259          * the counter to account for memory usage
260          */
261         struct res_counter res;
262
263         /* vmpressure notifications */
264         struct vmpressure vmpressure;
265
266         /*
267          * the counter to account for mem+swap usage.
268          */
269         struct res_counter memsw;
270
271         /*
272          * the counter to account for kernel memory usage.
273          */
274         struct res_counter kmem;
275         /*
276          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
277          */
278         bool use_hierarchy;
279         unsigned long kmem_account_flags; /* See KMEM_ACCOUNTED_*, below */
280
281         bool            oom_lock;
282         atomic_t        under_oom;
283
284         int     swappiness;
285         /* OOM-Killer disable */
286         int             oom_kill_disable;
287
288         /* set when res.limit == memsw.limit */
289         bool            memsw_is_minimum;
290
291         /* protect arrays of thresholds */
292         struct mutex thresholds_lock;
293
294         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
295         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
296
297         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
298         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
299
300         /* For oom notifier event fd */
301         struct list_head oom_notify;
302
303         /*
304          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
305          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
306          */
307         unsigned long   move_charge_at_immigrate;
308         /*
309          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
310          */
311         atomic_t        moving_account;
312         /* taken only while moving_account > 0 */
313         spinlock_t      move_lock;
314         /*
315          * percpu counter.
316          */
317         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
318         /*
319          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
320          * See mem_cgroup_read_stat().
321          */
322         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
323         spinlock_t pcp_counter_lock;
324
325         atomic_t        dead_count;
326 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
327         struct tcp_memcontrol tcp_mem;
328 #endif
329 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
330         /* analogous to slab_common's slab_caches list. per-memcg */
331         struct list_head memcg_slab_caches;
332         /* Not a spinlock, we can take a lot of time walking the list */
333         struct mutex slab_caches_mutex;
334         /* Index in the kmem_cache->memcg_params->memcg_caches array */
335         int kmemcg_id;
336 #endif
337
338         int last_scanned_node;
339 #if MAX_NUMNODES > 1
340         nodemask_t      scan_nodes;
341         atomic_t        numainfo_events;
342         atomic_t        numainfo_updating;
343 #endif
344
345         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[0];
346         /* WARNING: nodeinfo must be the last member here */
347 };
348
349 static size_t memcg_size(void)
350 {
351         return sizeof(struct mem_cgroup) +
352                 nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node);
353 }
354
355 /* internal only representation about the status of kmem accounting. */
356 enum {
357         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE = 0, /* accounted by this cgroup itself */
358         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, /* static key enabled. */
359         KMEM_ACCOUNTED_DEAD, /* dead memcg with pending kmem charges */
360 };
361
362 /* We account when limit is on, but only after call sites are patched */
363 #define KMEM_ACCOUNTED_MASK \
364                 ((1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE) | (1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED))
365
366 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
367 static inline void memcg_kmem_set_active(struct mem_cgroup *memcg)
368 {
369         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
370 }
371
372 static bool memcg_kmem_is_active(struct mem_cgroup *memcg)
373 {
374         return test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
375 }
376
377 static void memcg_kmem_set_activated(struct mem_cgroup *memcg)
378 {
379         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
380 }
381
382 static void memcg_kmem_clear_activated(struct mem_cgroup *memcg)
383 {
384         clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
385 }
386
387 static void memcg_kmem_mark_dead(struct mem_cgroup *memcg)
388 {
389         /*
390          * Our caller must use css_get() first, because memcg_uncharge_kmem()
391          * will call css_put() if it sees the memcg is dead.
392          */
393         smp_wmb();
394         if (test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags))
395                 set_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD, &memcg->kmem_account_flags);
396 }
397
398 static bool memcg_kmem_test_and_clear_dead(struct mem_cgroup *memcg)
399 {
400         return test_and_clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD,
401                                   &memcg->kmem_account_flags);
402 }
403 #endif
404
405 /* Stuffs for move charges at task migration. */
406 /*
407  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" and
408  * "immigrate_flags" are treated as a left-shifted bitmap of these types.
409  */
410 enum move_type {
411         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
412         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
413         NR_MOVE_TYPE,
414 };
415
416 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
417 static struct move_charge_struct {
418         spinlock_t        lock; /* for from, to */
419         struct mem_cgroup *from;
420         struct mem_cgroup *to;
421         unsigned long immigrate_flags;
422         unsigned long precharge;
423         unsigned long moved_charge;
424         unsigned long moved_swap;
425         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
426         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
427 } mc = {
428         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
429         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
430 };
431
432 static bool move_anon(void)
433 {
434         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON, &mc.immigrate_flags);
435 }
436
437 static bool move_file(void)
438 {
439         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE, &mc.immigrate_flags);
440 }
441
442 /*
443  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
444  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
445  */
446 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
447 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
448
449 enum charge_type {
450         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
451         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
452         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
453         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
454         NR_CHARGE_TYPE,
455 };
456
457 /* for encoding cft->private value on file */
458 enum res_type {
459         _MEM,
460         _MEMSWAP,
461         _OOM_TYPE,
462         _KMEM,
463 };
464
465 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
466 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
467 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
468 /* Used for OOM nofiier */
469 #define OOM_CONTROL             (0)
470
471 /*
472  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
473  */
474 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
475 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
476 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
477 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
478
479 /*
480  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
481  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
482  * appearing has to hold it as well.
483  */
484 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
485
486 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
487 {
488         return s ? container_of(s, struct mem_cgroup, css) : NULL;
489 }
490
491 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
492 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
493 {
494         if (!memcg)
495                 memcg = root_mem_cgroup;
496         return &memcg->vmpressure;
497 }
498
499 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
500 {
501         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
502 }
503
504 struct vmpressure *css_to_vmpressure(struct cgroup_subsys_state *css)
505 {
506         return &mem_cgroup_from_css(css)->vmpressure;
507 }
508
509 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
510 {
511         return (memcg == root_mem_cgroup);
512 }
513
514 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
515 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
516
517 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
518 {
519         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
520                 struct mem_cgroup *memcg;
521                 struct cg_proto *cg_proto;
522
523                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
524
525                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
526                  * filled. It won't however, necessarily happen from
527                  * process context. So the test for root memcg given
528                  * the current task's memcg won't help us in this case.
529                  *
530                  * Respecting the original socket's memcg is a better
531                  * decision in this case.
532                  */
533                 if (sk->sk_cgrp) {
534                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
535                         css_get(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
536                         return;
537                 }
538
539                 rcu_read_lock();
540                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
541                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
542                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
543                     memcg_proto_active(cg_proto) && css_tryget(&memcg->css)) {
544                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
545                 }
546                 rcu_read_unlock();
547         }
548 }
549 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
550
551 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
552 {
553         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
554                 struct mem_cgroup *memcg;
555                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
556                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
557                 css_put(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
558         }
559 }
560
561 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
562 {
563         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
564                 return NULL;
565
566         return &memcg->tcp_mem.cg_proto;
567 }
568 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
569
570 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
571 {
572         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem.cg_proto))
573                 return;
574         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
575 }
576 #else
577 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
578 {
579 }
580 #endif
581
582 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
583 /*
584  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params->memcg_caches.
585  * There are two main reasons for not using the css_id for this:
586  *  1) this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
587  *     but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
588  *     memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
589  *     200 entry array for that.
590  *
591  *  2) In order not to violate the cgroup API, we would like to do all memory
592  *     allocation in ->create(). At that point, we haven't yet allocated the
593  *     css_id. Having a separate index prevents us from messing with the cgroup
594  *     core for this
595  *
596  * The current size of the caches array is stored in
597  * memcg_limited_groups_array_size.  It will double each time we have to
598  * increase it.
599  */
600 static DEFINE_IDA(kmem_limited_groups);
601 int memcg_limited_groups_array_size;
602
603 /*
604  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
605  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
606  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
607  * tunable, but that is strictly not necessary.
608  *
609  * MAX_SIZE should be as large as the number of css_ids. Ideally, we could get
610  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
611  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
612  * css_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
613  * increase ours as well if it increases.
614  */
615 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
616 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE 65535
617
618 /*
619  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
620  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
621  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
622  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
623  */
624 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
625 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
626
627 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
628 {
629         if (memcg_kmem_is_active(memcg)) {
630                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
631                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg->kmemcg_id);
632         }
633         /*
634          * This check can't live in kmem destruction function,
635          * since the charges will outlive the cgroup
636          */
637         WARN_ON(res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0);
638 }
639 #else
640 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
641 {
642 }
643 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
644
645 static void disarm_static_keys(struct mem_cgroup *memcg)
646 {
647         disarm_sock_keys(memcg);
648         disarm_kmem_keys(memcg);
649 }
650
651 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
652
653 static struct mem_cgroup_per_zone *
654 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
655 {
656         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
657         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
658 }
659
660 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
661 {
662         return &memcg->css;
663 }
664
665 static struct mem_cgroup_per_zone *
666 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
667 {
668         int nid = page_to_nid(page);
669         int zid = page_zonenum(page);
670
671         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
672 }
673
674 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
675 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
676 {
677         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
678 }
679
680 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
681 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
682 {
683         int nid = page_to_nid(page);
684         int zid = page_zonenum(page);
685
686         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
687 }
688
689 static void
690 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
691                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
692                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
693                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
694 {
695         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
696         struct rb_node *parent = NULL;
697         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
698
699         if (mz->on_tree)
700                 return;
701
702         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
703         if (!mz->usage_in_excess)
704                 return;
705         while (*p) {
706                 parent = *p;
707                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
708                                         tree_node);
709                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
710                         p = &(*p)->rb_left;
711                 /*
712                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
713                  * limit by the same amount
714                  */
715                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
716                         p = &(*p)->rb_right;
717         }
718         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
719         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
720         mz->on_tree = true;
721 }
722
723 static void
724 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
725                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
726                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
727 {
728         if (!mz->on_tree)
729                 return;
730         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
731         mz->on_tree = false;
732 }
733
734 static void
735 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
736                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
737                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
738 {
739         spin_lock(&mctz->lock);
740         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
741         spin_unlock(&mctz->lock);
742 }
743
744
745 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
746 {
747         unsigned long long excess;
748         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
749         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
750         int nid = page_to_nid(page);
751         int zid = page_zonenum(page);
752         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
753
754         /*
755          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
756          * because their event counter is not touched.
757          */
758         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
759                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
760                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
761                 /*
762                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
763                  * mem is over its softlimit.
764                  */
765                 if (excess || mz->on_tree) {
766                         spin_lock(&mctz->lock);
767                         /* if on-tree, remove it */
768                         if (mz->on_tree)
769                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
770                         /*
771                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
772                          * If excess is 0, no tree ops.
773                          */
774                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
775                         spin_unlock(&mctz->lock);
776                 }
777         }
778 }
779
780 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
781 {
782         int node, zone;
783         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
784         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
785
786         for_each_node(node) {
787                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
788                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
789                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
790                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
791                 }
792         }
793 }
794
795 static struct mem_cgroup_per_zone *
796 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
797 {
798         struct rb_node *rightmost = NULL;
799         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
800
801 retry:
802         mz = NULL;
803         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
804         if (!rightmost)
805                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
806
807         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
808         /*
809          * Remove the node now but someone else can add it back,
810          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
811          * position in the tree.
812          */
813         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
814         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
815                 !css_tryget(&mz->memcg->css))
816                 goto retry;
817 done:
818         return mz;
819 }
820
821 static struct mem_cgroup_per_zone *
822 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
823 {
824         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
825
826         spin_lock(&mctz->lock);
827         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
828         spin_unlock(&mctz->lock);
829         return mz;
830 }
831
832 /*
833  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
834  *
835  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
836  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
837  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
838  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
839  *
840  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
841  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
842  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
843  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
844  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
845  *
846  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
847  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
848  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
849  * implemented.
850  */
851 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
852                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
853 {
854         long val = 0;
855         int cpu;
856
857         get_online_cpus();
858         for_each_online_cpu(cpu)
859                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
860 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
861         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
862         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
863         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
864 #endif
865         put_online_cpus();
866         return val;
867 }
868
869 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
870                                          bool charge)
871 {
872         int val = (charge) ? 1 : -1;
873         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
874 }
875
876 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
877                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
878 {
879         unsigned long val = 0;
880         int cpu;
881
882         for_each_online_cpu(cpu)
883                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
884 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
885         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
886         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
887         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
888 #endif
889         return val;
890 }
891
892 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
893                                          struct page *page,
894                                          bool anon, int nr_pages)
895 {
896         preempt_disable();
897
898         /*
899          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
900          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
901          */
902         if (anon)
903                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
904                                 nr_pages);
905         else
906                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
907                                 nr_pages);
908
909         if (PageTransHuge(page))
910                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
911                                 nr_pages);
912
913         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
914         if (nr_pages > 0)
915                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
916         else {
917                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
918                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
919         }
920
921         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
922
923         preempt_enable();
924 }
925
926 unsigned long
927 mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
928 {
929         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
930
931         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
932         return mz->lru_size[lru];
933 }
934
935 static unsigned long
936 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
937                         unsigned int lru_mask)
938 {
939         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
940         enum lru_list lru;
941         unsigned long ret = 0;
942
943         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
944
945         for_each_lru(lru) {
946                 if (BIT(lru) & lru_mask)
947                         ret += mz->lru_size[lru];
948         }
949         return ret;
950 }
951
952 static unsigned long
953 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
954                         int nid, unsigned int lru_mask)
955 {
956         u64 total = 0;
957         int zid;
958
959         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
960                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
961                                                 nid, zid, lru_mask);
962
963         return total;
964 }
965
966 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
967                         unsigned int lru_mask)
968 {
969         int nid;
970         u64 total = 0;
971
972         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
973                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
974         return total;
975 }
976
977 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
978                                        enum mem_cgroup_events_target target)
979 {
980         unsigned long val, next;
981
982         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
983         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
984         /* from time_after() in jiffies.h */
985         if ((long)next - (long)val < 0) {
986                 switch (target) {
987                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
988                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
989                         break;
990                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
991                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
992                         break;
993                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
994                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
995                         break;
996                 default:
997                         break;
998                 }
999                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
1000                 return true;
1001         }
1002         return false;
1003 }
1004
1005 /*
1006  * Check events in order.
1007  *
1008  */
1009 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
1010 {
1011         preempt_disable();
1012         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
1013         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1014                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
1015                 bool do_softlimit;
1016                 bool do_numainfo __maybe_unused;
1017
1018                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1019                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
1020 #if MAX_NUMNODES > 1
1021                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1022                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
1023 #endif
1024                 preempt_enable();
1025
1026                 mem_cgroup_threshold(memcg);
1027                 if (unlikely(do_softlimit))
1028                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
1029 #if MAX_NUMNODES > 1
1030                 if (unlikely(do_numainfo))
1031                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
1032 #endif
1033         } else
1034                 preempt_enable();
1035 }
1036
1037 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1038 {
1039         /*
1040          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1041          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1042          * So this can be called with p == NULL.
1043          */
1044         if (unlikely(!p))
1045                 return NULL;
1046
1047         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, mem_cgroup_subsys_id));
1048 }
1049
1050 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1051 {
1052         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1053
1054         if (!mm)
1055                 return NULL;
1056         /*
1057          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
1058          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
1059          * pessimistic (rather than adding locks here).
1060          */
1061         rcu_read_lock();
1062         do {
1063                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1064                 if (unlikely(!memcg))
1065                         break;
1066         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1067         rcu_read_unlock();
1068         return memcg;
1069 }
1070
1071 /*
1072  * Returns a next (in a pre-order walk) alive memcg (with elevated css
1073  * ref. count) or NULL if the whole root's subtree has been visited.
1074  *
1075  * helper function to be used by mem_cgroup_iter
1076  */
1077 static struct mem_cgroup *__mem_cgroup_iter_next(struct mem_cgroup *root,
1078                 struct mem_cgroup *last_visited)
1079 {
1080         struct cgroup_subsys_state *prev_css, *next_css;
1081
1082         prev_css = last_visited ? &last_visited->css : NULL;
1083 skip_node:
1084         next_css = css_next_descendant_pre(prev_css, &root->css);
1085
1086         /*
1087          * Even if we found a group we have to make sure it is
1088          * alive. css && !memcg means that the groups should be
1089          * skipped and we should continue the tree walk.
1090          * last_visited css is safe to use because it is
1091          * protected by css_get and the tree walk is rcu safe.
1092          */
1093         if (next_css) {
1094                 struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_css(next_css);
1095
1096                 if (css_tryget(&mem->css))
1097                         return mem;
1098                 else {
1099                         prev_css = next_css;
1100                         goto skip_node;
1101                 }
1102         }
1103
1104         return NULL;
1105 }
1106
1107 static void mem_cgroup_iter_invalidate(struct mem_cgroup *root)
1108 {
1109         /*
1110          * When a group in the hierarchy below root is destroyed, the
1111          * hierarchy iterator can no longer be trusted since it might
1112          * have pointed to the destroyed group.  Invalidate it.
1113          */
1114         atomic_inc(&root->dead_count);
1115 }
1116
1117 static struct mem_cgroup *
1118 mem_cgroup_iter_load(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1119                      struct mem_cgroup *root,
1120                      int *sequence)
1121 {
1122         struct mem_cgroup *position = NULL;
1123         /*
1124          * A cgroup destruction happens in two stages: offlining and
1125          * release.  They are separated by a RCU grace period.
1126          *
1127          * If the iterator is valid, we may still race with an
1128          * offlining.  The RCU lock ensures the object won't be
1129          * released, tryget will fail if we lost the race.
1130          */
1131         *sequence = atomic_read(&root->dead_count);
1132         if (iter->last_dead_count == *sequence) {
1133                 smp_rmb();
1134                 position = iter->last_visited;
1135                 if (position && !css_tryget(&position->css))
1136                         position = NULL;
1137         }
1138         return position;
1139 }
1140
1141 static void mem_cgroup_iter_update(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1142                                    struct mem_cgroup *last_visited,
1143                                    struct mem_cgroup *new_position,
1144                                    int sequence)
1145 {
1146         if (last_visited)
1147                 css_put(&last_visited->css);
1148         /*
1149          * We store the sequence count from the time @last_visited was
1150          * loaded successfully instead of rereading it here so that we
1151          * don't lose destruction events in between.  We could have
1152          * raced with the destruction of @new_position after all.
1153          */
1154         iter->last_visited = new_position;
1155         smp_wmb();
1156         iter->last_dead_count = sequence;
1157 }
1158
1159 /**
1160  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1161  * @root: hierarchy root
1162  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1163  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1164  *
1165  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1166  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1167  *
1168  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1169  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1170  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1171  *
1172  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
1173  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1174  * reclaimers operating on the same zone and priority.
1175  */
1176 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1177                                    struct mem_cgroup *prev,
1178                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1179 {
1180         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1181         struct mem_cgroup *last_visited = NULL;
1182
1183         if (mem_cgroup_disabled())
1184                 return NULL;
1185
1186         if (!root)
1187                 root = root_mem_cgroup;
1188
1189         if (prev && !reclaim)
1190                 last_visited = prev;
1191
1192         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1193                 if (prev)
1194                         goto out_css_put;
1195                 return root;
1196         }
1197
1198         rcu_read_lock();
1199         while (!memcg) {
1200                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1201                 int uninitialized_var(seq);
1202
1203                 if (reclaim) {
1204                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
1205                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
1206                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1207
1208                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
1209                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
1210                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation) {
1211                                 iter->last_visited = NULL;
1212                                 goto out_unlock;
1213                         }
1214
1215                         last_visited = mem_cgroup_iter_load(iter, root, &seq);
1216                 }
1217
1218                 memcg = __mem_cgroup_iter_next(root, last_visited);
1219
1220                 if (reclaim) {
1221                         mem_cgroup_iter_update(iter, last_visited, memcg, seq);
1222
1223                         if (!memcg)
1224                                 iter->generation++;
1225                         else if (!prev && memcg)
1226                                 reclaim->generation = iter->generation;
1227                 }
1228
1229                 if (prev && !memcg)
1230                         goto out_unlock;
1231         }
1232 out_unlock:
1233         rcu_read_unlock();
1234 out_css_put:
1235         if (prev && prev != root)
1236                 css_put(&prev->css);
1237
1238         return memcg;
1239 }
1240
1241 /**
1242  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1243  * @root: hierarchy root
1244  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1245  */
1246 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1247                            struct mem_cgroup *prev)
1248 {
1249         if (!root)
1250                 root = root_mem_cgroup;
1251         if (prev && prev != root)
1252                 css_put(&prev->css);
1253 }
1254
1255 /*
1256  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1257  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1258  * be used for reference counting.
1259  */
1260 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1261         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1262              iter != NULL;                              \
1263              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1264
1265 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1266         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1267              iter != NULL;                              \
1268              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1269
1270 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1271 {
1272         struct mem_cgroup *memcg;
1273
1274         rcu_read_lock();
1275         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1276         if (unlikely(!memcg))
1277                 goto out;
1278
1279         switch (idx) {
1280         case PGFAULT:
1281                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1282                 break;
1283         case PGMAJFAULT:
1284                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1285                 break;
1286         default:
1287                 BUG();
1288         }
1289 out:
1290         rcu_read_unlock();
1291 }
1292 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1293
1294 /**
1295  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1296  * @zone: zone of the wanted lruvec
1297  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1298  *
1299  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1300  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1301  * is disabled.
1302  */
1303 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1304                                       struct mem_cgroup *memcg)
1305 {
1306         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1307         struct lruvec *lruvec;
1308
1309         if (mem_cgroup_disabled()) {
1310                 lruvec = &zone->lruvec;
1311                 goto out;
1312         }
1313
1314         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1315         lruvec = &mz->lruvec;
1316 out:
1317         /*
1318          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1319          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1320          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1321          */
1322         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1323                 lruvec->zone = zone;
1324         return lruvec;
1325 }
1326
1327 /*
1328  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1329  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1330  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1331  *
1332  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1333  * 1. charge
1334  * 2. moving account
1335  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1336  * It is added to LRU before charge.
1337  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1338  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1339  */
1340
1341 /**
1342  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1343  * @page: the page
1344  * @zone: zone of the page
1345  */
1346 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1347 {
1348         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1349         struct mem_cgroup *memcg;
1350         struct page_cgroup *pc;
1351         struct lruvec *lruvec;
1352
1353         if (mem_cgroup_disabled()) {
1354                 lruvec = &zone->lruvec;
1355                 goto out;
1356         }
1357
1358         pc = lookup_page_cgroup(page);
1359         memcg = pc->mem_cgroup;
1360
1361         /*
1362          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1363          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1364          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1365          *
1366          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1367          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1368          * of pc->mem_cgroup safe.
1369          */
1370         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1371                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1372
1373         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1374         lruvec = &mz->lruvec;
1375 out:
1376         /*
1377          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1378          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1379          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1380          */
1381         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1382                 lruvec->zone = zone;
1383         return lruvec;
1384 }
1385
1386 /**
1387  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1388  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1389  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1390  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1391  *
1392  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1393  * lru list.
1394  */
1395 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1396                                 int nr_pages)
1397 {
1398         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1399         unsigned long *lru_size;
1400
1401         if (mem_cgroup_disabled())
1402                 return;
1403
1404         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1405         lru_size = mz->lru_size + lru;
1406         *lru_size += nr_pages;
1407         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1408 }
1409
1410 /*
1411  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1412  * hierarchy subtree
1413  */
1414 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1415                                   struct mem_cgroup *memcg)
1416 {
1417         if (root_memcg == memcg)
1418                 return true;
1419         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1420                 return false;
1421         return css_is_ancestor(&memcg->css, &root_memcg->css);
1422 }
1423
1424 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1425                                        struct mem_cgroup *memcg)
1426 {
1427         bool ret;
1428
1429         rcu_read_lock();
1430         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1431         rcu_read_unlock();
1432         return ret;
1433 }
1434
1435 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task,
1436                         const struct mem_cgroup *memcg)
1437 {
1438         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1439         struct task_struct *p;
1440         bool ret;
1441
1442         p = find_lock_task_mm(task);
1443         if (p) {
1444                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1445                 task_unlock(p);
1446         } else {
1447                 /*
1448                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1449                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1450                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1451                  */
1452                 rcu_read_lock();
1453                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1454                 if (curr)
1455                         css_get(&curr->css);
1456                 rcu_read_unlock();
1457         }
1458         if (!curr)
1459                 return false;
1460         /*
1461          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1462          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1463          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1464          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1465          */
1466         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1467         css_put(&curr->css);
1468         return ret;
1469 }
1470
1471 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1472 {
1473         unsigned long inactive_ratio;
1474         unsigned long inactive;
1475         unsigned long active;
1476         unsigned long gb;
1477
1478         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1479         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1480
1481         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1482         if (gb)
1483                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1484         else
1485                 inactive_ratio = 1;
1486
1487         return inactive * inactive_ratio < active;
1488 }
1489
1490 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1491         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1492
1493 /**
1494  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1495  * @memcg: the memory cgroup
1496  *
1497  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1498  * pages.
1499  */
1500 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1501 {
1502         unsigned long long margin;
1503
1504         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1505         if (do_swap_account)
1506                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1507         return margin >> PAGE_SHIFT;
1508 }
1509
1510 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1511 {
1512         /* root ? */
1513         if (!css_parent(&memcg->css))
1514                 return vm_swappiness;
1515
1516         return memcg->swappiness;
1517 }
1518
1519 /*
1520  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1521  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1522  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1523  * rcu_read_lock(), like this:
1524  *
1525  *         CPU-A                                    CPU-B
1526  *                                              rcu_read_lock()
1527  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1528  *                                                   take heavy locks.
1529  *         synchronize_rcu()                    update something.
1530  *                                              rcu_read_unlock()
1531  *         start move here.
1532  */
1533
1534 /* for quick checking without looking up memcg */
1535 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1536
1537 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1538 {
1539         atomic_inc(&memcg_moving);
1540         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1541         synchronize_rcu();
1542 }
1543
1544 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1545 {
1546         /*
1547          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1548          * We check NULL in callee rather than caller.
1549          */
1550         if (memcg) {
1551                 atomic_dec(&memcg_moving);
1552                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1553         }
1554 }
1555
1556 /*
1557  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1558  *
1559  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1560  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1561  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1562  *
1563  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1564  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1565  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1566  */
1567
1568 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1569 {
1570         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1571         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1572 }
1573
1574 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1575 {
1576         struct mem_cgroup *from;
1577         struct mem_cgroup *to;
1578         bool ret = false;
1579         /*
1580          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1581          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1582          */
1583         spin_lock(&mc.lock);
1584         from = mc.from;
1585         to = mc.to;
1586         if (!from)
1587                 goto unlock;
1588
1589         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1590                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1591 unlock:
1592         spin_unlock(&mc.lock);
1593         return ret;
1594 }
1595
1596 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1597 {
1598         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1599                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1600                         DEFINE_WAIT(wait);
1601                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1602                         /* moving charge context might have finished. */
1603                         if (mc.moving_task)
1604                                 schedule();
1605                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1606                         return true;
1607                 }
1608         }
1609         return false;
1610 }
1611
1612 /*
1613  * Take this lock when
1614  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1615  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1616  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1617  */
1618 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1619                                   unsigned long *flags)
1620 {
1621         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1622 }
1623
1624 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1625                                 unsigned long *flags)
1626 {
1627         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1628 }
1629
1630 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1631 /**
1632  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1633  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1634  * @p: Task that is going to be killed
1635  *
1636  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1637  * enabled
1638  */
1639 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1640 {
1641         struct cgroup *task_cgrp;
1642         struct cgroup *mem_cgrp;
1643         /*
1644          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1645          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1646          * If this assumption is broken, revisit this code.
1647          */
1648         static char memcg_name[PATH_MAX];
1649         int ret;
1650         struct mem_cgroup *iter;
1651         unsigned int i;
1652
1653         if (!p)
1654                 return;
1655
1656         rcu_read_lock();
1657
1658         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1659         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1660
1661         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1662         if (ret < 0) {
1663                 /*
1664                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1665                  * But we'll still print out the usage information
1666                  */
1667                 rcu_read_unlock();
1668                 goto done;
1669         }
1670         rcu_read_unlock();
1671
1672         pr_info("Task in %s killed", memcg_name);
1673
1674         rcu_read_lock();
1675         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1676         if (ret < 0) {
1677                 rcu_read_unlock();
1678                 goto done;
1679         }
1680         rcu_read_unlock();
1681
1682         /*
1683          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1684          */
1685         pr_cont(" as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1686 done:
1687
1688         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1689                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1690                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1691                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1692         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1693                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1694                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1695                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1696         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1697                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) >> 10,
1698                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_LIMIT) >> 10,
1699                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_FAILCNT));
1700
1701         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1702                 pr_info("Memory cgroup stats");
1703
1704                 rcu_read_lock();
1705                 ret = cgroup_path(iter->css.cgroup, memcg_name, PATH_MAX);
1706                 if (!ret)
1707                         pr_cont(" for %s", memcg_name);
1708                 rcu_read_unlock();
1709                 pr_cont(":");
1710
1711                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1712                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1713                                 continue;
1714                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1715                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1716                 }
1717
1718                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1719                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1720                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1721
1722                 pr_cont("\n");
1723         }
1724 }
1725
1726 /*
1727  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1728  * 1(self count) if no children.
1729  */
1730 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1731 {
1732         int num = 0;
1733         struct mem_cgroup *iter;
1734
1735         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1736                 num++;
1737         return num;
1738 }
1739
1740 /*
1741  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1742  */
1743 static u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1744 {
1745         u64 limit;
1746
1747         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1748
1749         /*
1750          * Do not consider swap space if we cannot swap due to swappiness
1751          */
1752         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1753                 u64 memsw;
1754
1755                 limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1756                 memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1757
1758                 /*
1759                  * If memsw is finite and limits the amount of swap space
1760                  * available to this memcg, return that limit.
1761                  */
1762                 limit = min(limit, memsw);
1763         }
1764
1765         return limit;
1766 }
1767
1768 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1769                                      int order)
1770 {
1771         struct mem_cgroup *iter;
1772         unsigned long chosen_points = 0;
1773         unsigned long totalpages;
1774         unsigned int points = 0;
1775         struct task_struct *chosen = NULL;
1776
1777         /*
1778          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1779          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1780          * quickly exit and free its memory.
1781          */
1782         if (fatal_signal_pending(current) || current->flags & PF_EXITING) {
1783                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1784                 return;
1785         }
1786
1787         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1788         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) >> PAGE_SHIFT ? : 1;
1789         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1790                 struct css_task_iter it;
1791                 struct task_struct *task;
1792
1793                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
1794                 while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1795                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1796                                                         false)) {
1797                         case OOM_SCAN_SELECT:
1798                                 if (chosen)
1799                                         put_task_struct(chosen);
1800                                 chosen = task;
1801                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1802                                 get_task_struct(chosen);
1803                                 /* fall through */
1804                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1805                                 continue;
1806                         case OOM_SCAN_ABORT:
1807                                 css_task_iter_end(&it);
1808                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1809                                 if (chosen)
1810                                         put_task_struct(chosen);
1811                                 return;
1812                         case OOM_SCAN_OK:
1813                                 break;
1814                         };
1815                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1816                         if (points > chosen_points) {
1817                                 if (chosen)
1818                                         put_task_struct(chosen);
1819                                 chosen = task;
1820                                 chosen_points = points;
1821                                 get_task_struct(chosen);
1822                         }
1823                 }
1824                 css_task_iter_end(&it);
1825         }
1826
1827         if (!chosen)
1828                 return;
1829         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1830         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1831                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1832 }
1833
1834 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1835                                         gfp_t gfp_mask,
1836                                         unsigned long flags)
1837 {
1838         unsigned long total = 0;
1839         bool noswap = false;
1840         int loop;
1841
1842         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1843                 noswap = true;
1844         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1845                 noswap = true;
1846
1847         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1848                 if (loop)
1849                         drain_all_stock_async(memcg);
1850                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1851                 /*
1852                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1853                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1854                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1855                  */
1856                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1857                         break;
1858                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1859                         break;
1860                 /*
1861                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1862                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1863                  */
1864                 if (loop && !total)
1865                         break;
1866         }
1867         return total;
1868 }
1869
1870 /**
1871  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1872  * @memcg: the target memcg
1873  * @nid: the node ID to be checked.
1874  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1875  *
1876  * This function returns whether the specified memcg contains any
1877  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1878  * pages in the node.
1879  */
1880 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1881                 int nid, bool noswap)
1882 {
1883         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1884                 return true;
1885         if (noswap || !total_swap_pages)
1886                 return false;
1887         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1888                 return true;
1889         return false;
1890
1891 }
1892 #if MAX_NUMNODES > 1
1893
1894 /*
1895  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1896  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1897  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1898  *
1899  */
1900 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1901 {
1902         int nid;
1903         /*
1904          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1905          * pagein/pageout changes since the last update.
1906          */
1907         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1908                 return;
1909         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1910                 return;
1911
1912         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1913         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1914
1915         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1916
1917                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1918                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1919         }
1920
1921         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1922         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1923 }
1924
1925 /*
1926  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1927  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1928  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1929  *
1930  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1931  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1932  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1933  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1934  *
1935  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1936  */
1937 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1938 {
1939         int node;
1940
1941         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1942         node = memcg->last_scanned_node;
1943
1944         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1945         if (node == MAX_NUMNODES)
1946                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1947         /*
1948          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1949          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1950          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1951          * we use curret node.
1952          */
1953         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1954                 node = numa_node_id();
1955
1956         memcg->last_scanned_node = node;
1957         return node;
1958 }
1959
1960 /*
1961  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1962  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1963  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1964  * enough new information. We need to do double check.
1965  */
1966 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1967 {
1968         int nid;
1969
1970         /*
1971          * quick check...making use of scan_node.
1972          * We can skip unused nodes.
1973          */
1974         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1975                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1976                      nid < MAX_NUMNODES;
1977                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1978
1979                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1980                                 return true;
1981                 }
1982         }
1983         /*
1984          * Check rest of nodes.
1985          */
1986         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
1987                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1988                         continue;
1989                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1990                         return true;
1991         }
1992         return false;
1993 }
1994
1995 #else
1996 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1997 {
1998         return 0;
1999 }
2000
2001 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
2002 {
2003         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
2004 }
2005 #endif
2006
2007 /*
2008  * A group is eligible for the soft limit reclaim if it is
2009  *      a) is over its soft limit
2010  *      b) any parent up the hierarchy is over its soft limit
2011  */
2012 bool mem_cgroup_soft_reclaim_eligible(struct mem_cgroup *memcg)
2013 {
2014         struct mem_cgroup *parent = memcg;
2015
2016         if (res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res))
2017                 return true;
2018
2019         /*
2020          * If any parent up the hierarchy is over its soft limit then we
2021          * have to obey and reclaim from this group as well.
2022          */
2023         while((parent = parent_mem_cgroup(parent))) {
2024                 if (res_counter_soft_limit_excess(&parent->res))
2025                         return true;
2026         }
2027
2028         return false;
2029 }
2030
2031 /*
2032  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
2033  * If someone is running, return false.
2034  * Has to be called with memcg_oom_lock
2035  */
2036 static bool mem_cgroup_oom_lock(struct mem_cgroup *memcg)
2037 {
2038         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
2039
2040         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2041                 if (iter->oom_lock) {
2042                         /*
2043                          * this subtree of our hierarchy is already locked
2044                          * so we cannot give a lock.
2045                          */
2046                         failed = iter;
2047                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2048                         break;
2049                 } else
2050                         iter->oom_lock = true;
2051         }
2052
2053         if (!failed)
2054                 return true;
2055
2056         /*
2057          * OK, we failed to lock the whole subtree so we have to clean up
2058          * what we set up to the failing subtree
2059          */
2060         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2061                 if (iter == failed) {
2062                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2063                         break;
2064                 }
2065                 iter->oom_lock = false;
2066         }
2067         return false;
2068 }
2069
2070 /*
2071  * Has to be called with memcg_oom_lock
2072  */
2073 static int mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
2074 {
2075         struct mem_cgroup *iter;
2076
2077         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2078                 iter->oom_lock = false;
2079         return 0;
2080 }
2081
2082 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2083 {
2084         struct mem_cgroup *iter;
2085
2086         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2087                 atomic_inc(&iter->under_oom);
2088 }
2089
2090 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2091 {
2092         struct mem_cgroup *iter;
2093
2094         /*
2095          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
2096          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
2097          * atomic_add_unless() here.
2098          */
2099         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2100                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
2101 }
2102
2103 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
2104 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
2105
2106 struct oom_wait_info {
2107         struct mem_cgroup *memcg;
2108         wait_queue_t    wait;
2109 };
2110
2111 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
2112         unsigned mode, int sync, void *arg)
2113 {
2114         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
2115         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
2116         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
2117
2118         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
2119         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
2120
2121         /*
2122          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
2123          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
2124          */
2125         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
2126                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
2127                 return 0;
2128         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
2129 }
2130
2131 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2132 {
2133         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
2134         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
2135 }
2136
2137 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
2138 {
2139         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
2140                 memcg_wakeup_oom(memcg);
2141 }
2142
2143 /*
2144  * try to call OOM killer. returns false if we should exit memory-reclaim loop.
2145  */
2146 static bool mem_cgroup_handle_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask,
2147                                   int order)
2148 {
2149         struct oom_wait_info owait;
2150         bool locked, need_to_kill;
2151
2152         owait.memcg = memcg;
2153         owait.wait.flags = 0;
2154         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2155         owait.wait.private = current;
2156         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
2157         need_to_kill = true;
2158         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2159
2160         /* At first, try to OOM lock hierarchy under memcg.*/
2161         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2162         locked = mem_cgroup_oom_lock(memcg);
2163         /*
2164          * Even if signal_pending(), we can't quit charge() loop without
2165          * accounting. So, UNINTERRUPTIBLE is appropriate. But SIGKILL
2166          * under OOM is always welcomed, use TASK_KILLABLE here.
2167          */
2168         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2169         if (!locked || memcg->oom_kill_disable)
2170                 need_to_kill = false;
2171         if (locked)
2172                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2173         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2174
2175         if (need_to_kill) {
2176                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2177                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order);
2178         } else {
2179                 schedule();
2180                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2181         }
2182         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2183         if (locked)
2184                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2185         memcg_wakeup_oom(memcg);
2186         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2187
2188         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2189
2190         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
2191                 return false;
2192         /* Give chance to dying process */
2193         schedule_timeout_uninterruptible(1);
2194         return true;
2195 }
2196
2197 /*
2198  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
2199  * generalized to update other statistics as well.
2200  *
2201  * Notes: Race condition
2202  *
2203  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
2204  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
2205  * to do so _always_.
2206  *
2207  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
2208  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
2209  * are no race with "charge".
2210  *
2211  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
2212  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
2213  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
2214  * by flags.
2215  *
2216  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
2217  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
2218  * If there is, we take a lock.
2219  */
2220
2221 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
2222                                 bool *locked, unsigned long *flags)
2223 {
2224         struct mem_cgroup *memcg;
2225         struct page_cgroup *pc;
2226
2227         pc = lookup_page_cgroup(page);
2228 again:
2229         memcg = pc->mem_cgroup;
2230         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2231                 return;
2232         /*
2233          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
2234          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
2235          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
2236          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
2237          */
2238         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
2239                 return;
2240
2241         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2242         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2243                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2244                 goto again;
2245         }
2246         *locked = true;
2247 }
2248
2249 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
2250 {
2251         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2252
2253         /*
2254          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
2255          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
2256          * should take move_lock_mem_cgroup().
2257          */
2258         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
2259 }
2260
2261 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
2262                                  enum mem_cgroup_page_stat_item idx, int val)
2263 {
2264         struct mem_cgroup *memcg;
2265         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2266         unsigned long uninitialized_var(flags);
2267
2268         if (mem_cgroup_disabled())
2269                 return;
2270
2271         memcg = pc->mem_cgroup;
2272         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2273                 return;
2274
2275         switch (idx) {
2276         case MEMCG_NR_FILE_MAPPED:
2277                 idx = MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED;
2278                 break;
2279         default:
2280                 BUG();
2281         }
2282
2283         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2284 }
2285
2286 /*
2287  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2288  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2289  */
2290 #define CHARGE_BATCH    32U
2291 struct memcg_stock_pcp {
2292         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2293         unsigned int nr_pages;
2294         struct work_struct work;
2295         unsigned long flags;
2296 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2297 };
2298 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2299 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2300
2301 /**
2302  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2303  * @memcg: memcg to consume from.
2304  * @nr_pages: how many pages to charge.
2305  *
2306  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2307  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2308  * service an allocation will refill the stock.
2309  *
2310  * returns true if successful, false otherwise.
2311  */
2312 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2313 {
2314         struct memcg_stock_pcp *stock;
2315         bool ret = true;
2316
2317         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2318                 return false;
2319
2320         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2321         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages)
2322                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2323         else /* need to call res_counter_charge */
2324                 ret = false;
2325         put_cpu_var(memcg_stock);
2326         return ret;
2327 }
2328
2329 /*
2330  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2331  */
2332 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2333 {
2334         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2335
2336         if (stock->nr_pages) {
2337                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2338
2339                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2340                 if (do_swap_account)
2341                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2342                 stock->nr_pages = 0;
2343         }
2344         stock->cached = NULL;
2345 }
2346
2347 /*
2348  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2349  * a thread which is pinned to local cpu.
2350  */
2351 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2352 {
2353         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2354         drain_stock(stock);
2355         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2356 }
2357
2358 static void __init memcg_stock_init(void)
2359 {
2360         int cpu;
2361
2362         for_each_possible_cpu(cpu) {
2363                 struct memcg_stock_pcp *stock =
2364                                         &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2365                 INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
2366         }
2367 }
2368
2369 /*
2370  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2371  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2372  */
2373 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2374 {
2375         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2376
2377         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2378                 drain_stock(stock);
2379                 stock->cached = memcg;
2380         }
2381         stock->nr_pages += nr_pages;
2382         put_cpu_var(memcg_stock);
2383 }
2384
2385 /*
2386  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2387  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2388  * until the work is done.
2389  */
2390 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2391 {
2392         int cpu, curcpu;
2393
2394         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2395         get_online_cpus();
2396         curcpu = get_cpu();
2397         for_each_online_cpu(cpu) {
2398                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2399                 struct mem_cgroup *memcg;
2400
2401                 memcg = stock->cached;
2402                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2403                         continue;
2404                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2405                         continue;
2406                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2407                         if (cpu == curcpu)
2408                                 drain_local_stock(&stock->work);
2409                         else
2410                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2411                 }
2412         }
2413         put_cpu();
2414
2415         if (!sync)
2416                 goto out;
2417
2418         for_each_online_cpu(cpu) {
2419                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2420                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2421                         flush_work(&stock->work);
2422         }
2423 out:
2424         put_online_cpus();
2425 }
2426
2427 /*
2428  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2429  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2430  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2431  * it.
2432  */
2433 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2434 {
2435         /*
2436          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2437          */
2438         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2439                 return;
2440         drain_all_stock(root_memcg, false);
2441         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2442 }
2443
2444 /* This is a synchronous drain interface. */
2445 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2446 {
2447         /* called when force_empty is called */
2448         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2449         drain_all_stock(root_memcg, true);
2450         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2451 }
2452
2453 /*
2454  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2455  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2456  */
2457 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2458 {
2459         int i;
2460
2461         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2462         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2463                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2464
2465                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2466                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2467         }
2468         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2469                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2470
2471                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2472                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2473         }
2474         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2475 }
2476
2477 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2478                                         unsigned long action,
2479                                         void *hcpu)
2480 {
2481         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2482         struct memcg_stock_pcp *stock;
2483         struct mem_cgroup *iter;
2484
2485         if (action == CPU_ONLINE)
2486                 return NOTIFY_OK;
2487
2488         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2489                 return NOTIFY_OK;
2490
2491         for_each_mem_cgroup(iter)
2492                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2493
2494         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2495         drain_stock(stock);
2496         return NOTIFY_OK;
2497 }
2498
2499
2500 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2501 enum {
2502         CHARGE_OK,              /* success */
2503         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2504         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2505         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2506         CHARGE_OOM_DIE,         /* the current is killed because of OOM */
2507 };
2508
2509 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2510                                 unsigned int nr_pages, unsigned int min_pages,
2511                                 bool oom_check)
2512 {
2513         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2514         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2515         struct res_counter *fail_res;
2516         unsigned long flags = 0;
2517         int ret;
2518
2519         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2520
2521         if (likely(!ret)) {
2522                 if (!do_swap_account)
2523                         return CHARGE_OK;
2524                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2525                 if (likely(!ret))
2526                         return CHARGE_OK;
2527
2528                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2529                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2530                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2531         } else
2532                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2533         /*
2534          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2535          * single page instead.
2536          */
2537         if (nr_pages > min_pages)
2538                 return CHARGE_RETRY;
2539
2540         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2541                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2542
2543         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2544                 return CHARGE_NOMEM;
2545
2546         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2547         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2548                 return CHARGE_RETRY;
2549         /*
2550          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2551          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2552          * before killing the task.
2553          *
2554          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2555          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2556          * to regular pages anyway in case of failure.
2557          */
2558         if (nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) && ret)
2559                 return CHARGE_RETRY;
2560
2561         /*
2562          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2563          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2564          */
2565         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2566                 return CHARGE_RETRY;
2567
2568         /* If we don't need to call oom-killer at el, return immediately */
2569         if (!oom_check)
2570                 return CHARGE_NOMEM;
2571         /* check OOM */
2572         if (!mem_cgroup_handle_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize)))
2573                 return CHARGE_OOM_DIE;
2574
2575         return CHARGE_RETRY;
2576 }
2577
2578 /*
2579  * __mem_cgroup_try_charge() does
2580  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2581  * 2. update res_counter
2582  * 3. call memory reclaim if necessary.
2583  *
2584  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2585  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2586  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2587  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2588  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2589  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2590  *
2591  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2592  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2593  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2594  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2595  *
2596  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2597  * the oom-killer can be invoked.
2598  */
2599 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2600                                    gfp_t gfp_mask,
2601                                    unsigned int nr_pages,
2602                                    struct mem_cgroup **ptr,
2603                                    bool oom)
2604 {
2605         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2606         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2607         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2608         int ret;
2609
2610         /*
2611          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2612          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2613          * MEMDIE process.
2614          */
2615         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2616                      || fatal_signal_pending(current)))
2617                 goto bypass;
2618
2619         /*
2620          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2621          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2622          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2623          * set, if so charge the root memcg (happens for pagecache usage).
2624          */
2625         if (!*ptr && !mm)
2626                 *ptr = root_mem_cgroup;
2627 again:
2628         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2629                 memcg = *ptr;
2630                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2631                         goto done;
2632                 if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2633                         goto done;
2634                 css_get(&memcg->css);
2635         } else {
2636                 struct task_struct *p;
2637
2638                 rcu_read_lock();
2639                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2640                 /*
2641                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2642                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2643                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2644                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2645                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2646                  * small race, here.
2647                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2648                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2649                  */
2650                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2651                 if (!memcg)
2652                         memcg = root_mem_cgroup;
2653                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2654                         rcu_read_unlock();
2655                         goto done;
2656                 }
2657                 if (consume_stock(memcg, nr_pages)) {
2658                         /*
2659                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2660                          * But considering how consume_stok works, it's not
2661                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2662                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2663                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2664                          * calling consume_stock().
2665                          */
2666                         rcu_read_unlock();
2667                         goto done;
2668                 }
2669                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2670                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2671                         rcu_read_unlock();
2672                         goto again;
2673                 }
2674                 rcu_read_unlock();
2675         }
2676
2677         do {
2678                 bool oom_check;
2679
2680                 /* If killed, bypass charge */
2681                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2682                         css_put(&memcg->css);
2683                         goto bypass;
2684                 }
2685
2686                 oom_check = false;
2687                 if (oom && !nr_oom_retries) {
2688                         oom_check = true;
2689                         nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2690                 }
2691
2692                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch, nr_pages,
2693                     oom_check);
2694                 switch (ret) {
2695                 case CHARGE_OK:
2696                         break;
2697                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2698                         batch = nr_pages;
2699                         css_put(&memcg->css);
2700                         memcg = NULL;
2701                         goto again;
2702                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2703                         css_put(&memcg->css);
2704                         goto nomem;
2705                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2706                         if (!oom) {
2707                                 css_put(&memcg->css);
2708                                 goto nomem;
2709                         }
2710                         /* If oom, we never return -ENOMEM */
2711                         nr_oom_retries--;
2712                         break;
2713                 case CHARGE_OOM_DIE: /* Killed by OOM Killer */
2714                         css_put(&memcg->css);
2715                         goto bypass;
2716                 }
2717         } while (ret != CHARGE_OK);
2718
2719         if (batch > nr_pages)
2720                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2721         css_put(&memcg->css);
2722 done:
2723         *ptr = memcg;
2724         return 0;
2725 nomem:
2726         *ptr = NULL;
2727         return -ENOMEM;
2728 bypass:
2729         *ptr = root_mem_cgroup;
2730         return -EINTR;
2731 }
2732
2733 /*
2734  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2735  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2736  * gotten by try_charge().
2737  */
2738 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2739                                        unsigned int nr_pages)
2740 {
2741         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2742                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2743
2744                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2745                 if (do_swap_account)
2746                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2747         }
2748 }
2749
2750 /*
2751  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2752  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2753  */
2754 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2755                                         unsigned int nr_pages)
2756 {
2757         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2758
2759         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2760                 return;
2761
2762         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2763         if (do_swap_account)
2764                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2765                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2766 }
2767
2768 /*
2769  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2770  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling css_tryget if
2771  * the mem_cgroup is used for charging. (dropping refcnt from swap can be
2772  * called against removed memcg.)
2773  */
2774 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2775 {
2776         struct cgroup_subsys_state *css;
2777
2778         /* ID 0 is unused ID */
2779         if (!id)
2780                 return NULL;
2781         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2782         if (!css)
2783                 return NULL;
2784         return mem_cgroup_from_css(css);
2785 }
2786
2787 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2788 {
2789         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2790         struct page_cgroup *pc;
2791         unsigned short id;
2792         swp_entry_t ent;
2793
2794         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2795
2796         pc = lookup_page_cgroup(page);
2797         lock_page_cgroup(pc);
2798         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2799                 memcg = pc->mem_cgroup;
2800                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2801                         memcg = NULL;
2802         } else if (PageSwapCache(page)) {
2803                 ent.val = page_private(page);
2804                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2805                 rcu_read_lock();
2806                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2807                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2808                         memcg = NULL;
2809                 rcu_read_unlock();
2810         }
2811         unlock_page_cgroup(pc);
2812         return memcg;
2813 }
2814
2815 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2816                                        struct page *page,
2817                                        unsigned int nr_pages,
2818                                        enum charge_type ctype,
2819                                        bool lrucare)
2820 {
2821         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2822         struct zone *uninitialized_var(zone);
2823         struct lruvec *lruvec;
2824         bool was_on_lru = false;
2825         bool anon;
2826
2827         lock_page_cgroup(pc);
2828         VM_BUG_ON(PageCgroupUsed(pc));
2829         /*
2830          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2831          * accessed by any other context at this point.
2832          */
2833
2834         /*
2835          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2836          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2837          */
2838         if (lrucare) {
2839                 zone = page_zone(page);
2840                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2841                 if (PageLRU(page)) {
2842                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2843                         ClearPageLRU(page);
2844                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2845                         was_on_lru = true;
2846                 }
2847         }
2848
2849         pc->mem_cgroup = memcg;
2850         /*
2851          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2852          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2853          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2854          * before USED bit, we need memory barrier here.
2855          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2856          */
2857         smp_wmb();
2858         SetPageCgroupUsed(pc);
2859
2860         if (lrucare) {
2861                 if (was_on_lru) {
2862                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2863                         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2864                         SetPageLRU(page);
2865                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2866                 }
2867                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2868         }
2869
2870         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON)
2871                 anon = true;
2872         else
2873                 anon = false;
2874
2875         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, nr_pages);
2876         unlock_page_cgroup(pc);
2877
2878         /*
2879          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2880          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2881          * if they exceeds softlimit.
2882          */
2883         memcg_check_events(memcg, page);
2884 }
2885
2886 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
2887
2888 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2889 static inline bool memcg_can_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2890 {
2891         return !mem_cgroup_disabled() && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
2892                 (memcg->kmem_account_flags & KMEM_ACCOUNTED_MASK);
2893 }
2894
2895 /*
2896  * This is a bit cumbersome, but it is rarely used and avoids a backpointer
2897  * in the memcg_cache_params struct.
2898  */
2899 static struct kmem_cache *memcg_params_to_cache(struct memcg_cache_params *p)
2900 {
2901         struct kmem_cache *cachep;
2902
2903         VM_BUG_ON(p->is_root_cache);
2904         cachep = p->root_cache;
2905         return cachep->memcg_params->memcg_caches[memcg_cache_id(p->memcg)];
2906 }
2907
2908 #ifdef CONFIG_SLABINFO
2909 static int mem_cgroup_slabinfo_read(struct cgroup_subsys_state *css,
2910                                     struct cftype *cft, struct seq_file *m)
2911 {
2912         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2913         struct memcg_cache_params *params;
2914
2915         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
2916                 return -EIO;
2917
2918         print_slabinfo_header(m);
2919
2920         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
2921         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list)
2922                 cache_show(memcg_params_to_cache(params), m);
2923         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
2924
2925         return 0;
2926 }
2927 #endif
2928
2929 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp, u64 size)
2930 {
2931         struct res_counter *fail_res;
2932         struct mem_cgroup *_memcg;
2933         int ret = 0;
2934         bool may_oom;
2935
2936         ret = res_counter_charge(&memcg->kmem, size, &fail_res);
2937         if (ret)
2938                 return ret;
2939
2940         /*
2941          * Conditions under which we can wait for the oom_killer. Those are
2942          * the same conditions tested by the core page allocator
2943          */
2944         may_oom = (gfp & __GFP_FS) && !(gfp & __GFP_NORETRY);
2945
2946         _memcg = memcg;
2947         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp, size >> PAGE_SHIFT,
2948                                       &_memcg, may_oom);
2949
2950         if (ret == -EINTR)  {
2951                 /*
2952                  * __mem_cgroup_try_charge() chosed to bypass to root due to
2953                  * OOM kill or fatal signal.  Since our only options are to
2954                  * either fail the allocation or charge it to this cgroup, do
2955                  * it as a temporary condition. But we can't fail. From a
2956                  * kmem/slab perspective, the cache has already been selected,
2957                  * by mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
2958                  * our minds.
2959                  *
2960                  * This condition will only trigger if the task entered
2961                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed during
2962                  * __mem_cgroup_try_charge() above. Tasks that were already
2963                  * dying when the allocation triggers should have been already
2964                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
2965                  */
2966                 res_counter_charge_nofail(&memcg->res, size, &fail_res);
2967                 if (do_swap_account)
2968                         res_counter_charge_nofail(&memcg->memsw, size,
2969                                                   &fail_res);
2970                 ret = 0;
2971         } else if (ret)
2972                 res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size);
2973
2974         return ret;
2975 }
2976
2977 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, u64 size)
2978 {
2979         res_counter_uncharge(&memcg->res, size);
2980         if (do_swap_account)
2981                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, size);
2982
2983         /* Not down to 0 */
2984         if (res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size))
2985                 return;
2986
2987         /*
2988          * Releases a reference taken in kmem_cgroup_css_offline in case
2989          * this last uncharge is racing with the offlining code or it is
2990          * outliving the memcg existence.
2991          *
2992          * The memory barrier imposed by test&clear is paired with the
2993          * explicit one in memcg_kmem_mark_dead().
2994          */
2995         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
2996                 css_put(&memcg->css);
2997 }
2998
2999 void memcg_cache_list_add(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *cachep)
3000 {
3001         if (!memcg)
3002                 return;
3003
3004         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3005         list_add(&cachep->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
3006         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3007 }
3008
3009 /*
3010  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
3011  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
3012  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
3013  */
3014 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
3015 {
3016         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
3017 }
3018
3019 /*
3020  * This ends up being protected by the set_limit mutex, during normal
3021  * operation, because that is its main call site.
3022  *
3023  * But when we create a new cache, we can call this as well if its parent
3024  * is kmem-limited. That will have to hold set_limit_mutex as well.
3025  */
3026 int memcg_update_cache_sizes(struct mem_cgroup *memcg)
3027 {
3028         int num, ret;
3029
3030         num = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
3031                                 0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
3032         if (num < 0)
3033                 return num;
3034         /*
3035          * After this point, kmem_accounted (that we test atomically in
3036          * the beginning of this conditional), is no longer 0. This
3037          * guarantees only one process will set the following boolean
3038          * to true. We don't need test_and_set because we're protected
3039          * by the set_limit_mutex anyway.
3040          */
3041         memcg_kmem_set_activated(memcg);
3042
3043         ret = memcg_update_all_caches(num+1);
3044         if (ret) {
3045                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, num);
3046                 memcg_kmem_clear_activated(memcg);
3047                 return ret;
3048         }
3049
3050         memcg->kmemcg_id = num;
3051         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
3052         mutex_init(&memcg->slab_caches_mutex);
3053         return 0;
3054 }
3055
3056 static size_t memcg_caches_array_size(int num_groups)
3057 {
3058         ssize_t size;
3059         if (num_groups <= 0)
3060                 return 0;
3061
3062         size = 2 * num_groups;
3063         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
3064                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
3065         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
3066                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
3067
3068         return size;
3069 }
3070
3071 /*
3072  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
3073  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
3074  * calling this.
3075  */
3076 void memcg_update_array_size(int num)
3077 {
3078         if (num > memcg_limited_groups_array_size)
3079                 memcg_limited_groups_array_size = memcg_caches_array_size(num);
3080 }
3081
3082 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w);
3083
3084 int memcg_update_cache_size(struct kmem_cache *s, int num_groups)
3085 {
3086         struct memcg_cache_params *cur_params = s->memcg_params;
3087
3088         VM_BUG_ON(s->memcg_params && !s->memcg_params->is_root_cache);
3089
3090         if (num_groups > memcg_limited_groups_array_size) {
3091                 int i;
3092                 ssize_t size = memcg_caches_array_size(num_groups);
3093
3094                 size *= sizeof(void *);
3095                 size += offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
3096
3097                 s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3098                 if (!s->memcg_params) {
3099                         s->memcg_params = cur_params;
3100                         return -ENOMEM;
3101                 }
3102
3103                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3104
3105                 /*
3106                  * There is the chance it will be bigger than
3107                  * memcg_limited_groups_array_size, if we failed an allocation
3108                  * in a cache, in which case all caches updated before it, will
3109                  * have a bigger array.
3110                  *
3111                  * But if that is the case, the data after
3112                  * memcg_limited_groups_array_size is certainly unused
3113                  */
3114                 for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3115                         if (!cur_params->memcg_caches[i])
3116                                 continue;
3117                         s->memcg_params->memcg_caches[i] =
3118                                                 cur_params->memcg_caches[i];
3119                 }
3120
3121                 /*
3122                  * Ideally, we would wait until all caches succeed, and only
3123                  * then free the old one. But this is not worth the extra
3124                  * pointer per-cache we'd have to have for this.
3125                  *
3126                  * It is not a big deal if some caches are left with a size
3127                  * bigger than the others. And all updates will reset this
3128                  * anyway.
3129                  */
3130                 kfree(cur_params);
3131         }
3132         return 0;
3133 }
3134
3135 int memcg_register_cache(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s,
3136                          struct kmem_cache *root_cache)
3137 {
3138         size_t size;
3139
3140         if (!memcg_kmem_enabled())
3141                 return 0;
3142
3143         if (!memcg) {
3144                 size = offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
3145                 size += memcg_limited_groups_array_size * sizeof(void *);
3146         } else
3147                 size = sizeof(struct memcg_cache_params);
3148
3149         s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3150         if (!s->memcg_params)
3151                 return -ENOMEM;
3152
3153         if (memcg) {
3154                 s->memcg_params->memcg = memcg;
3155                 s->memcg_params->root_cache = root_cache;
3156                 INIT_WORK(&s->memcg_params->destroy,
3157                                 kmem_cache_destroy_work_func);
3158         } else
3159                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3160
3161         return 0;
3162 }
3163
3164 void memcg_release_cache(struct kmem_cache *s)
3165 {
3166         struct kmem_cache *root;
3167         struct mem_cgroup *memcg;
3168         int id;
3169
3170         /*
3171          * This happens, for instance, when a root cache goes away before we
3172          * add any memcg.
3173          */
3174         if (!s->memcg_params)
3175                 return;
3176
3177         if (s->memcg_params->is_root_cache)
3178                 goto out;
3179
3180         memcg = s->memcg_params->memcg;
3181         id  = memcg_cache_id(memcg);
3182
3183         root = s->memcg_params->root_cache;
3184         root->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
3185
3186         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3187         list_del(&s->memcg_params->list);
3188         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3189
3190         css_put(&memcg->css);
3191 out:
3192         kfree(s->memcg_params);
3193 }
3194
3195 /*
3196  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
3197  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
3198  * enqueing new caches to be created.
3199  *
3200  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
3201  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
3202  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
3203  * objects during debug.
3204  *
3205  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
3206  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
3207  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
3208  * cache again, failing at the same point.
3209  *
3210  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
3211  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
3212  * inside the following two functions.
3213  */
3214 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
3215 {
3216         VM_BUG_ON(!current->mm);
3217         current->memcg_kmem_skip_account++;
3218 }
3219
3220 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
3221 {
3222         VM_BUG_ON(!current->mm);
3223         current->memcg_kmem_skip_account--;
3224 }
3225
3226 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w)
3227 {
3228         struct kmem_cache *cachep;
3229         struct memcg_cache_params *p;
3230
3231         p = container_of(w, struct memcg_cache_params, destroy);
3232
3233         cachep = memcg_params_to_cache(p);
3234
3235         /*
3236          * If we get down to 0 after shrink, we could delete right away.
3237          * However, memcg_release_pages() already puts us back in the workqueue
3238          * in that case. If we proceed deleting, we'll get a dangling
3239          * reference, and removing the object from the workqueue in that case
3240          * is unnecessary complication. We are not a fast path.
3241          *
3242          * Note that this case is fundamentally different from racing with
3243          * shrink_slab(): if memcg_cgroup_destroy_cache() is called in
3244          * kmem_cache_shrink, not only we would be reinserting a dead cache
3245          * into the queue, but doing so from inside the worker racing to
3246          * destroy it.
3247          *
3248          * So if we aren't down to zero, we'll just schedule a worker and try
3249          * again
3250          */
3251         if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) != 0) {
3252                 kmem_cache_shrink(cachep);
3253                 if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) == 0)
3254                         return;
3255         } else
3256                 kmem_cache_destroy(cachep);
3257 }
3258
3259 void mem_cgroup_destroy_cache(struct kmem_cache *cachep)
3260 {
3261         if (!cachep->memcg_params->dead)
3262                 return;
3263
3264         /*
3265          * There are many ways in which we can get here.
3266          *
3267          * We can get to a memory-pressure situation while the delayed work is
3268          * still pending to run. The vmscan shrinkers can then release all
3269          * cache memory and get us to destruction. If this is the case, we'll
3270          * be executed twice, which is a bug (the second time will execute over
3271          * bogus data). In this case, cancelling the work should be fine.
3272          *
3273          * But we can also get here from the worker itself, if
3274          * kmem_cache_shrink is enough to shake all the remaining objects and
3275          * get the page count to 0. In this case, we'll deadlock if we try to
3276          * cancel the work (the worker runs with an internal lock held, which
3277          * is the same lock we would hold for cancel_work_sync().)
3278          *
3279          * Since we can't possibly know who got us here, just refrain from
3280          * running if there is already work pending
3281          */
3282         if (work_pending(&cachep->memcg_params->destroy))
3283                 return;
3284         /*
3285          * We have to defer the actual destroying to a workqueue, because
3286          * we might currently be in a context that cannot sleep.
3287          */
3288         schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3289 }
3290
3291 /*
3292  * This lock protects updaters, not readers. We want readers to be as fast as
3293  * they can, and they will either see NULL or a valid cache value. Our model
3294  * allow them to see NULL, in which case the root memcg will be selected.
3295  *
3296  * We need this lock because multiple allocations to the same cache from a non
3297  * will span more than one worker. Only one of them can create the cache.
3298  */
3299 static DEFINE_MUTEX(memcg_cache_mutex);
3300
3301 /*
3302  * Called with memcg_cache_mutex held
3303  */
3304 static struct kmem_cache *kmem_cache_dup(struct mem_cgroup *memcg,
3305                                          struct kmem_cache *s)
3306 {
3307         struct kmem_cache *new;
3308         static char *tmp_name = NULL;
3309
3310         lockdep_assert_held(&memcg_cache_mutex);
3311
3312         /*
3313          * kmem_cache_create_memcg duplicates the given name and
3314          * cgroup_name for this name requires RCU context.
3315          * This static temporary buffer is used to prevent from
3316          * pointless shortliving allocation.
3317          */
3318         if (!tmp_name) {
3319                 tmp_name = kmalloc(PATH_MAX, GFP_KERNEL);
3320                 if (!tmp_name)
3321                         return NULL;
3322         }
3323
3324         rcu_read_lock();
3325         snprintf(tmp_name, PATH_MAX, "%s(%d:%s)", s->name,
3326                          memcg_cache_id(memcg), cgroup_name(memcg->css.cgroup));
3327         rcu_read_unlock();
3328
3329         new = kmem_cache_create_memcg(memcg, tmp_name, s->object_size, s->align,
3330                                       (s->flags & ~SLAB_PANIC), s->ctor, s);
3331
3332         if (new)
3333                 new->allocflags |= __GFP_KMEMCG;
3334
3335         return new;
3336 }
3337
3338 static struct kmem_cache *memcg_create_kmem_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3339                                                   struct kmem_cache *cachep)
3340 {
3341         struct kmem_cache *new_cachep;
3342         int idx;
3343
3344         BUG_ON(!memcg_can_account_kmem(memcg));
3345
3346         idx = memcg_cache_id(memcg);
3347
3348         mutex_lock(&memcg_cache_mutex);
3349         new_cachep = cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3350         if (new_cachep) {
3351                 css_put(&memcg->css);
3352                 goto out;
3353         }
3354
3355         new_cachep = kmem_cache_dup(memcg, cachep);
3356         if (new_cachep == NULL) {
3357                 new_cachep = cachep;
3358                 css_put(&memcg->css);
3359                 goto out;
3360         }
3361
3362         atomic_set(&new_cachep->memcg_params->nr_pages , 0);
3363
3364         cachep->memcg_params->memcg_caches[idx] = new_cachep;
3365         /*
3366          * the readers won't lock, make sure everybody sees the updated value,
3367          * so they won't put stuff in the queue again for no reason
3368          */
3369         wmb();
3370 out:
3371         mutex_unlock(&memcg_cache_mutex);
3372         return new_cachep;
3373 }
3374
3375 void kmem_cache_destroy_memcg_children(struct kmem_cache *s)
3376 {
3377         struct kmem_cache *c;
3378         int i;
3379
3380         if (!s->memcg_params)
3381                 return;
3382         if (!s->memcg_params->is_root_cache)
3383                 return;
3384
3385         /*
3386          * If the cache is being destroyed, we trust that there is no one else
3387          * requesting objects from it. Even if there are, the sanity checks in
3388          * kmem_cache_destroy should caught this ill-case.
3389          *
3390          * Still, we don't want anyone else freeing memcg_caches under our
3391          * noses, which can happen if a new memcg comes to life. As usual,
3392          * we'll take the set_limit_mutex to protect ourselves against this.
3393          */
3394         mutex_lock(&set_limit_mutex);
3395         for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3396                 c = s->memcg_params->memcg_caches[i];
3397                 if (!c)
3398                         continue;
3399
3400                 /*
3401                  * We will now manually delete the caches, so to avoid races
3402                  * we need to cancel all pending destruction workers and
3403                  * proceed with destruction ourselves.
3404                  *
3405                  * kmem_cache_destroy() will call kmem_cache_shrink internally,
3406                  * and that could spawn the workers again: it is likely that
3407                  * the cache still have active pages until this very moment.
3408                  * This would lead us back to mem_cgroup_destroy_cache.
3409                  *
3410                  * But that will not execute at all if the "dead" flag is not
3411                  * set, so flip it down to guarantee we are in control.
3412                  */
3413                 c->memcg_params->dead = false;
3414                 cancel_work_sync(&c->memcg_params->destroy);
3415                 kmem_cache_destroy(c);
3416         }
3417         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3418 }
3419
3420 struct create_work {
3421         struct mem_cgroup *memcg;
3422         struct kmem_cache *cachep;
3423         struct work_struct work;
3424 };
3425
3426 static void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3427 {
3428         struct kmem_cache *cachep;
3429         struct memcg_cache_params *params;
3430
3431         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3432                 return;
3433
3434         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3435         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list) {
3436                 cachep = memcg_params_to_cache(params);
3437                 cachep->memcg_params->dead = true;
3438                 schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3439         }
3440         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3441 }
3442
3443 static void memcg_create_cache_work_func(struct work_struct *w)
3444 {
3445         struct create_work *cw;
3446
3447         cw = container_of(w, struct create_work, work);
3448         memcg_create_kmem_cache(cw->memcg, cw->cachep);
3449         kfree(cw);
3450 }
3451
3452 /*
3453  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
3454  */
3455 static void __memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3456                                          struct kmem_cache *cachep)
3457 {
3458         struct create_work *cw;
3459
3460         cw = kmalloc(sizeof(struct create_work), GFP_NOWAIT);
3461         if (cw == NULL) {
3462                 css_put(&memcg->css);
3463                 return;
3464         }
3465
3466         cw->memcg = memcg;
3467         cw->cachep = cachep;
3468
3469         INIT_WORK(&cw->work, memcg_create_cache_work_func);
3470         schedule_work(&cw->work);
3471 }
3472
3473 static void memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3474                                        struct kmem_cache *cachep)
3475 {
3476         /*
3477          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
3478          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
3479          * in __memcg_create_cache_enqueue will recurse.
3480          *
3481          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
3482          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
3483          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
3484          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
3485          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
3486          */
3487         memcg_stop_kmem_account();
3488         __memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3489         memcg_resume_kmem_account();
3490 }
3491 /*
3492  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
3493  * We try to use the current memcg's version of the cache.
3494  *
3495  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
3496  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
3497  * in a workqueue.
3498  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
3499  * the original cache.
3500  *
3501  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
3502  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
3503  */
3504 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
3505                                           gfp_t gfp)
3506 {
3507         struct mem_cgroup *memcg;
3508         int idx;
3509
3510         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
3511         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
3512
3513         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3514                 return cachep;
3515
3516         rcu_read_lock();
3517         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
3518
3519         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
3520                 goto out;
3521
3522         idx = memcg_cache_id(memcg);
3523
3524         /*
3525          * barrier to mare sure we're always seeing the up to date value.  The
3526          * code updating memcg_caches will issue a write barrier to match this.
3527          */
3528         read_barrier_depends();
3529         if (likely(cachep->memcg_params->memcg_caches[idx])) {
3530                 cachep = cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3531                 goto out;
3532         }
3533
3534         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
3535         if (!css_tryget(&memcg->css))
3536                 goto out;
3537         rcu_read_unlock();
3538
3539         /*
3540          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
3541          * context), we could be be predictable and return right away.
3542          * This would guarantee that the allocation being performed
3543          * already belongs in the new cache.
3544          *
3545          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
3546          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
3547          * kmem_cache_dup, this means no further allocation could happen
3548          * with the slab_mutex held.
3549          *
3550          * Also, because cache creation issue get_online_cpus(), this
3551          * creates a lock chain: memcg_slab_mutex -> cpu_hotplug_mutex,
3552          * that ends up reversed during cpu hotplug. (cpuset allocates
3553          * a bunch of GFP_KERNEL memory during cpuup). Due to all that,
3554          * better to defer everything.
3555          */
3556         memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3557         return cachep;
3558 out:
3559         rcu_read_unlock();
3560         return cachep;
3561 }
3562 EXPORT_SYMBOL(__memcg_kmem_get_cache);
3563
3564 /*
3565  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
3566  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
3567  * need a further commit step to do the final arrangements.
3568  *
3569  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
3570  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
3571  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
3572  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
3573  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
3574  * the compiled-out case as well.
3575  *
3576  * Returning true means the allocation is possible.
3577  */
3578 bool
3579 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
3580 {
3581         struct mem_cgroup *memcg;
3582         int ret;
3583
3584         *_memcg = NULL;
3585
3586         /*
3587          * Disabling accounting is only relevant for some specific memcg
3588          * internal allocations. Therefore we would initially not have such
3589          * check here, since direct calls to the page allocator that are marked
3590          * with GFP_KMEMCG only happen outside memcg core. We are mostly
3591          * concerned with cache allocations, and by having this test at
3592          * memcg_kmem_get_cache, we are already able to relay the allocation to
3593          * the root cache and bypass the memcg cache altogether.
3594          *
3595          * There is one exception, though: the SLUB allocator does not create
3596          * large order caches, but rather service large kmallocs directly from
3597          * the page allocator. Therefore, the following sequence when backed by
3598          * the SLUB allocator:
3599          *
3600          *      memcg_stop_kmem_account();
3601          *      kmalloc(<large_number>)
3602          *      memcg_resume_kmem_account();
3603          *
3604          * would effectively ignore the fact that we should skip accounting,
3605          * since it will drive us directly to this function without passing
3606          * through the cache selector memcg_kmem_get_cache. Such large
3607          * allocations are extremely rare but can happen, for instance, for the
3608          * cache arrays. We bring this test here.
3609          */
3610         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3611                 return true;
3612
3613         memcg = try_get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
3614
3615         /*
3616          * very rare case described in mem_cgroup_from_task. Unfortunately there
3617          * isn't much we can do without complicating this too much, and it would
3618          * be gfp-dependent anyway. Just let it go
3619          */
3620         if (unlikely(!memcg))
3621                 return true;
3622
3623         if (!memcg_can_account_kmem(memcg)) {
3624                 css_put(&memcg->css);
3625                 return true;
3626         }
3627
3628         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, PAGE_SIZE << order);
3629         if (!ret)
3630                 *_memcg = memcg;
3631
3632         css_put(&memcg->css);
3633         return (ret == 0);
3634 }
3635
3636 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3637                               int order)
3638 {
3639         struct page_cgroup *pc;
3640
3641         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3642
3643         /* The page allocation failed. Revert */
3644         if (!page) {
3645                 memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3646                 return;
3647         }
3648
3649         pc = lookup_page_cgroup(page);
3650         lock_page_cgroup(pc);
3651         pc->mem_cgroup = memcg;
3652         SetPageCgroupUsed(pc);
3653         unlock_page_cgroup(pc);
3654 }
3655
3656 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
3657 {
3658         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3659         struct page_cgroup *pc;
3660
3661
3662         pc = lookup_page_cgroup(page);
3663         /*
3664          * Fast unlocked return. Theoretically might have changed, have to
3665          * check again after locking.
3666          */
3667         if (!PageCgroupUsed(pc))
3668                 return;
3669
3670         lock_page_cgroup(pc);
3671         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3672                 memcg = pc->mem_cgroup;
3673                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3674         }
3675         unlock_page_cgroup(pc);
3676
3677         /*
3678          * We trust that only if there is a memcg associated with the page, it
3679          * is a valid allocation
3680          */
3681         if (!memcg)
3682                 return;
3683
3684         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3685         memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3686 }
3687 #else
3688 static inline void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3689 {
3690 }
3691 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3692
3693 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3694
3695 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
3696 /*
3697  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3698  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
3699  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
3700  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
3701  */
3702 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3703 {
3704         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
3705         struct page_cgroup *pc;
3706         struct mem_cgroup *memcg;
3707         int i;
3708
3709         if (mem_cgroup_disabled())
3710                 return;
3711
3712         memcg = head_pc->mem_cgroup;
3713         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3714                 pc = head_pc + i;
3715                 pc->mem_cgroup = memcg;
3716                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
3717                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
3718         }
3719         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
3720                        HPAGE_PMD_NR);
3721 }
3722 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3723
3724 /**
3725  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3726  * @page: the page
3727  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3728  * @pc: page_cgroup of the page.
3729  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3730  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3731  *
3732  * The caller must confirm following.
3733  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3734  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3735  *
3736  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3737  * from old cgroup.
3738  */
3739 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3740                                    unsigned int nr_pages,
3741                                    struct page_cgroup *pc,
3742                                    struct mem_cgroup *from,
3743                                    struct mem_cgroup *to)
3744 {
3745         unsigned long flags;
3746         int ret;
3747         bool anon = PageAnon(page);
3748
3749         VM_BUG_ON(from == to);
3750         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
3751         /*
3752          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3753          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3754          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3755          * hold it.
3756          */
3757         ret = -EBUSY;
3758         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3759                 goto out;
3760
3761         lock_page_cgroup(pc);
3762
3763         ret = -EINVAL;
3764         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
3765                 goto unlock;
3766
3767         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
3768
3769         if (!anon && page_mapped(page)) {
3770                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup */
3771                 preempt_disable();
3772                 __this_cpu_dec(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
3773                 __this_cpu_inc(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
3774                 preempt_enable();
3775         }
3776         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, anon, -nr_pages);
3777
3778         /* caller should have done css_get */
3779         pc->mem_cgroup = to;
3780         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, anon, nr_pages);
3781         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
3782         ret = 0;
3783 unlock:
3784         unlock_page_cgroup(pc);
3785         /*
3786          * check events
3787          */
3788         memcg_check_events(to, page);
3789         memcg_check_events(from, page);
3790 out:
3791         return ret;
3792 }
3793
3794 /**
3795  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
3796  * @page: the page to move
3797  * @pc: page_cgroup of the page
3798  * @child: page's cgroup
3799  *
3800  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
3801  * parent (aka use_hierarchy==0).
3802  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
3803  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
3804  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
3805  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
3806  * on the next attempt and the call should be retried later.
3807  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
3808  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
3809  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
3810  * LRU or vanish.
3811  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
3812  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
3813  * disappear in the next attempt.
3814  */
3815 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
3816                                   struct page_cgroup *pc,
3817                                   struct mem_cgroup *child)
3818 {
3819         struct mem_cgroup *parent;
3820         unsigned int nr_pages;
3821         unsigned long uninitialized_var(flags);
3822         int ret;
3823
3824         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
3825
3826         ret = -EBUSY;
3827         if (!get_page_unless_zero(page))
3828                 goto out;
3829         if (isolate_lru_page(page))
3830                 goto put;
3831
3832         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
3833
3834         parent = parent_mem_cgroup(child);
3835         /*
3836          * If no parent, move charges to root cgroup.
3837          */
3838         if (!parent)
3839                 parent = root_mem_cgroup;
3840
3841         if (nr_pages > 1) {
3842                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3843                 flags = compound_lock_irqsave(page);
3844         }
3845
3846         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
3847                                 pc, child, parent);
3848         if (!ret)
3849                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
3850
3851         if (nr_pages > 1)
3852                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
3853         putback_lru_page(page);
3854 put:
3855         put_page(page);
3856 out:
3857         return ret;
3858 }
3859
3860 /*
3861  * Charge the memory controller for page usage.
3862  * Return
3863  * 0 if the charge was successful
3864  * < 0 if the cgroup is over its limit
3865  */
3866 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3867                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
3868 {
3869         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3870         unsigned int nr_pages = 1;
3871         bool oom = true;
3872         int ret;
3873
3874         if (PageTransHuge(page)) {
3875                 nr_pages <<= compound_order(page);
3876                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3877                 /*
3878                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
3879                  * fault handler will fall back to regular pages.
3880                  */
3881                 oom = false;
3882         }
3883
3884         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
3885         if (ret == -ENOMEM)
3886                 return ret;
3887         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, ctype, false);
3888         return 0;
3889 }
3890
3891 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
3892                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
3893 {
3894         if (mem_cgroup_disabled())
3895                 return 0;
3896         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3897         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3898         VM_BUG_ON(!mm);
3899         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
3900                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3901 }
3902
3903 /*
3904  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
3905  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
3906  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
3907  * "commit()" or removed by "cancel()"
3908  */
3909 static int __mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
3910                                           struct page *page,
3911                                           gfp_t mask,
3912                                           struct mem_cgroup **memcgp)
3913 {
3914         struct mem_cgroup *memcg;
3915         struct page_cgroup *pc;
3916         int ret;
3917
3918         pc = lookup_page_cgroup(page);
3919         /*
3920          * Every swap fault against a single page tries to charge the
3921          * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
3922          * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
3923          * the page lock, which serializes swap cache removal, which
3924          * in turn serializes uncharging.
3925          */
3926         if (PageCgroupUsed(pc))
3927                 return 0;
3928         if (!do_swap_account)
3929                 goto charge_cur_mm;
3930         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
3931         if (!memcg)
3932                 goto charge_cur_mm;
3933         *memcgp = memcg;
3934         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
3935         css_put(&memcg->css);
3936         if (ret == -EINTR)
3937                 ret = 0;
3938         return ret;
3939 charge_cur_mm:
3940         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
3941         if (ret == -EINTR)
3942                 ret = 0;
3943         return ret;
3944 }
3945
3946 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm, struct page *page,
3947                                  gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
3948 {
3949         *memcgp = NULL;
3950         if (mem_cgroup_disabled())
3951                 return 0;
3952         /*
3953          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already
3954          * updated the pte, and even removed page from swap cache: in
3955          * those cases unuse_pte()'s pte_same() test will fail; but
3956          * there's also a KSM case which does need to charge the page.
3957          */
3958         if (!PageSwapCache(page)) {
3959                 int ret;
3960
3961                 ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, 1, memcgp, true);
3962                 if (ret == -EINTR)
3963                         ret = 0;
3964                 return ret;
3965         }
3966         return __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, memcgp);
3967 }
3968
3969 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
3970 {
3971         if (mem_cgroup_disabled())
3972                 return;
3973         if (!memcg)
3974                 return;
3975         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
3976 }
3977
3978 static void
3979 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3980                                         enum charge_type ctype)
3981 {
3982         if (mem_cgroup_disabled())
3983                 return;
3984         if (!memcg)
3985                 return;
3986
3987         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
3988         /*
3989          * Now swap is on-memory. This means this page may be
3990          * counted both as mem and swap....double count.
3991          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
3992          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
3993          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
3994          */
3995         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
3996                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
3997                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
3998         }
3999 }
4000
4001 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
4002                                      struct mem_cgroup *memcg)
4003 {
4004         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
4005                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
4006 }
4007
4008 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
4009                                 gfp_t gfp_mask)
4010 {
4011         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4012         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4013         int ret;
4014
4015         if (mem_cgroup_disabled())
4016                 return 0;
4017         if (PageCompound(page))
4018                 return 0;
4019
4020         if (!PageSwapCache(page))
4021                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
4022         else { /* page is swapcache/shmem */
4023                 ret = __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page,
4024                                                      gfp_mask, &memcg);
4025                 if (!ret)
4026                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
4027         }
4028         return ret;
4029 }
4030
4031 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
4032                                    unsigned int nr_pages,
4033                                    const enum charge_type ctype)
4034 {
4035         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
4036         bool uncharge_memsw = true;
4037
4038         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
4039         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
4040                 uncharge_memsw = false;
4041
4042         batch = &current->memcg_batch;
4043         /*
4044          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
4045          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
4046          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
4047          */
4048         if (!batch->memcg)
4049                 batch->memcg = memcg;
4050         /*
4051          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
4052          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
4053          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
4054          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
4055          * because we want to do uncharge as soon as possible.
4056          */
4057
4058         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
4059                 goto direct_uncharge;
4060
4061         if (nr_pages > 1)
4062                 goto direct_uncharge;
4063
4064         /*
4065          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
4066          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
4067          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
4068          */
4069         if (batch->memcg != memcg)
4070                 goto direct_uncharge;
4071         /* remember freed charge and uncharge it later */
4072         batch->nr_pages++;
4073         if (uncharge_memsw)
4074                 batch->memsw_nr_pages++;
4075         return;
4076 direct_uncharge:
4077         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
4078         if (uncharge_memsw)
4079                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
4080         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
4081                 memcg_oom_recover(memcg);
4082 }
4083
4084 /*
4085  * uncharge if !page_mapped(page)
4086  */
4087 static struct mem_cgroup *
4088 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype,
4089                              bool end_migration)
4090 {
4091         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4092         unsigned int nr_pages = 1;
4093         struct page_cgroup *pc;
4094         bool anon;
4095
4096         if (mem_cgroup_disabled())
4097                 return NULL;
4098
4099         if (PageTransHuge(page)) {
4100                 nr_pages <<= compound_order(page);
4101                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
4102         }
4103         /*
4104          * Check if our page_cgroup is valid
4105          */
4106         pc = lookup_page_cgroup(page);
4107         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
4108                 return NULL;
4109
4110         lock_page_cgroup(pc);
4111
4112         memcg = pc->mem_cgroup;
4113
4114         if (!PageCgroupUsed(pc))
4115                 goto unlock_out;
4116
4117         anon = PageAnon(page);
4118
4119         switch (ctype) {
4120         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON:
4121                 /*
4122                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
4123                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
4124                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
4125                  */
4126                 anon = true;
4127                 /* fallthrough */
4128         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
4129                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
4130                 if (page_mapped(page))
4131                         goto unlock_out;
4132                 /*
4133                  * Pages under migration may not be uncharged.  But
4134                  * end_migration() /must/ be the one uncharging the
4135                  * unused post-migration page and so it has to call
4136                  * here with the migration bit still set.  See the
4137                  * res_counter handling below.
4138                  */
4139                 if (!end_migration && PageCgroupMigration(pc))
4140                         goto unlock_out;
4141                 break;
4142         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
4143                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
4144                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
4145                                 goto unlock_out;
4146                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
4147                                 goto unlock_out;
4148                 break;
4149         default:
4150                 break;
4151         }
4152
4153         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, -nr_pages);
4154
4155         ClearPageCgroupUsed(pc);
4156         /*
4157          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
4158          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
4159          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
4160          * special functions.
4161          */
4162
4163         unlock_page_cgroup(pc);
4164         /*
4165          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
4166          * will never be freed, so it's safe to call css_get().
4167          */
4168         memcg_check_events(memcg, page);
4169         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
4170                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
4171                 css_get(&memcg->css);
4172         }
4173         /*
4174          * Migration does not charge the res_counter for the
4175          * replacement page, so leave it alone when phasing out the
4176          * page that is unused after the migration.
4177          */
4178         if (!end_migration && !mem_cgroup_is_root(memcg))
4179                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
4180
4181         return memcg;
4182
4183 unlock_out:
4184         unlock_page_cgroup(pc);
4185         return NULL;
4186 }
4187
4188 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
4189 {
4190         /* early check. */
4191         if (page_mapped(page))
4192                 return;
4193         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
4194         /*
4195          * If the page is in swap cache, uncharge should be deferred
4196          * to the swap path, which also properly accounts swap usage
4197          * and handles memcg lifetime.
4198          *
4199          * Note that this check is not stable and reclaim may add the
4200          * page to swap cache at any time after this.  However, if the
4201          * page is not in swap cache by the time page->mapcount hits
4202          * 0, there won't be any page table references to the swap
4203          * slot, and reclaim will free it and not actually write the
4204          * page to disk.
4205          */
4206         if (PageSwapCache(page))
4207                 return;
4208         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
4209 }
4210
4211 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
4212 {
4213         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
4214         VM_BUG_ON(page->mapping);
4215         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE, false);
4216 }
4217
4218 /*
4219  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
4220  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
4221  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
4222  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
4223  * This may be called prural(2) times in a context,
4224  */
4225
4226 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
4227 {
4228         current->memcg_batch.do_batch++;
4229         /* We can do nest. */
4230         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
4231                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
4232                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
4233                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
4234         }
4235 }
4236
4237 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
4238 {
4239         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
4240
4241         if (!batch->do_batch)
4242                 return;
4243
4244         batch->do_batch--;
4245         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
4246                 return;
4247
4248         if (!batch->memcg)
4249                 return;
4250         /*
4251          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
4252          * bacause we hide charges behind us.
4253          */
4254         if (batch->nr_pages)
4255                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
4256                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
4257         if (batch->memsw_nr_pages)
4258                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
4259                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
4260         memcg_oom_recover(batch->memcg);
4261         /* forget this pointer (for sanity check) */
4262         batch->memcg = NULL;
4263 }
4264
4265 #ifdef CONFIG_SWAP
4266 /*
4267  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
4268  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
4269  */
4270 void
4271 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
4272 {
4273         struct mem_cgroup *memcg;
4274         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
4275
4276         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
4277                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
4278
4279         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype, false);
4280
4281         /*
4282          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
4283          * css_get() was called in uncharge().
4284          */
4285         if (do_swap_account && swapout && memcg)
4286                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
4287 }
4288 #endif
4289
4290 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4291 /*
4292  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
4293  * uncharge "memsw" account.
4294  */
4295 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
4296 {
4297         struct mem_cgroup *memcg;
4298         unsigned short id;
4299
4300         if (!do_swap_account)
4301                 return;
4302
4303         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
4304         rcu_read_lock();
4305         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
4306         if (memcg) {
4307                 /*
4308                  * We uncharge this because swap is freed.
4309                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
4310                  */
4311                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4312                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
4313                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
4314                 css_put(&memcg->css);
4315         }
4316         rcu_read_unlock();
4317 }
4318
4319 /**
4320  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
4321  * @entry: swap entry to be moved
4322  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
4323  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
4324  *
4325  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
4326  * as the mem_cgroup's id of @from.
4327  *
4328  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
4329  *
4330  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
4331  * both res and memsw, and called css_get().
4332  */
4333 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4334                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4335 {
4336         unsigned short old_id, new_id;
4337
4338         old_id = css_id(&from->css);
4339         new_id = css_id(&to->css);
4340
4341         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
4342                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
4343                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
4344                 /*
4345                  * This function is only called from task migration context now.
4346                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
4347                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
4348                  * improvement. But we cannot postpone css_get(to)  because if
4349                  * the process that has been moved to @to does swap-in, the
4350                  * refcount of @to might be decreased to 0.
4351                  *
4352                  * We are in attach() phase, so the cgroup is guaranteed to be
4353                  * alive, so we can just call css_get().
4354                  */
4355                 css_get(&to->css);
4356                 return 0;
4357         }
4358         return -EINVAL;
4359 }
4360 #else
4361 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4362                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4363 {
4364         return -EINVAL;
4365 }
4366 #endif
4367
4368 /*
4369  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
4370  * page belongs to.
4371  */
4372 void mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page, struct page *newpage,
4373                                   struct mem_cgroup **memcgp)
4374 {
4375         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4376         unsigned int nr_pages = 1;
4377         struct page_cgroup *pc;
4378         enum charge_type ctype;
4379
4380         *memcgp = NULL;
4381
4382         if (mem_cgroup_disabled())
4383                 return;
4384
4385         if (PageTransHuge(page))
4386                 nr_pages <<= compound_order(page);
4387
4388         pc = lookup_page_cgroup(page);
4389         lock_page_cgroup(pc);
4390         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4391                 memcg = pc->mem_cgroup;
4392                 css_get(&memcg->css);
4393                 /*
4394                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
4395                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
4396                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
4397                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
4398                  * until end_migration() is called
4399                  *
4400                  * Corner Case Thinking
4401                  * A)
4402                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
4403                  * while migration was ongoing.
4404                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
4405                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
4406                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
4407                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
4408                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
4409                  *
4410                  * B)
4411                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
4412                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
4413                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
4414                  * without charging it again.
4415                  *
4416                  * C)
4417                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
4418                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
4419                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
4420                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
4421                  */
4422                 if (PageAnon(page))
4423                         SetPageCgroupMigration(pc);
4424         }
4425         unlock_page_cgroup(pc);
4426         /*
4427          * If the page is not charged at this point,
4428          * we return here.
4429          */
4430         if (!memcg)
4431                 return;
4432
4433         *memcgp = memcg;
4434         /*
4435          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
4436          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
4437          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
4438          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
4439          */
4440         if (PageAnon(page))
4441                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON;
4442         else
4443                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4444         /*
4445          * The page is committed to the memcg, but it's not actually
4446          * charged to the res_counter since we plan on replacing the
4447          * old one and only one page is going to be left afterwards.
4448          */
4449         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, nr_pages, ctype, false);
4450 }
4451
4452 /* remove redundant charge if migration failed*/
4453 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
4454         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
4455 {
4456         struct page *used, *unused;
4457         struct page_cgroup *pc;
4458         bool anon;
4459
4460         if (!memcg)
4461                 return;
4462
4463         if (!migration_ok) {
4464                 used = oldpage;
4465                 unused = newpage;
4466         } else {
4467                 used = newpage;
4468                 unused = oldpage;
4469         }
4470         anon = PageAnon(used);
4471         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
4472                                      anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON
4473                                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE,
4474                                      true);
4475         css_put(&memcg->css);
4476         /*
4477          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
4478          * of the page goes down to zero, temporarly.
4479          * Clear the flag and check the page should be charged.
4480          */
4481         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4482         lock_page_cgroup(pc);
4483         ClearPageCgroupMigration(pc);
4484         unlock_page_cgroup(pc);
4485
4486         /*
4487          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
4488          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
4489          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
4490          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
4491          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
4492          * check. (see prepare_charge() also)
4493          */
4494         if (anon)
4495                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
4496 }
4497
4498 /*
4499  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
4500  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
4501  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
4502  */
4503 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
4504                                   struct page *newpage)
4505 {
4506         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4507         struct page_cgroup *pc;
4508         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4509
4510         if (mem_cgroup_disabled())
4511                 return;
4512
4513         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4514         /* fix accounting on old pages */
4515         lock_page_cgroup(pc);
4516         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4517                 memcg = pc->mem_cgroup;
4518                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, oldpage, false, -1);
4519                 ClearPageCgroupUsed(pc);
4520         }
4521         unlock_page_cgroup(pc);
4522
4523         /*
4524          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
4525          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
4526          */
4527         if (!memcg)
4528                 return;
4529         /*
4530          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
4531          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
4532          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
4533          */
4534         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
4535 }
4536
4537 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4538 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
4539 {
4540         struct page_cgroup *pc;
4541
4542         pc = lookup_page_cgroup(page);
4543         /*
4544          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
4545          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
4546          * or when mem_cgroup_disabled().
4547          */
4548         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
4549                 return pc;
4550         return NULL;
4551 }
4552
4553 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
4554 {
4555         if (mem_cgroup_disabled())
4556                 return false;
4557
4558         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
4559 }
4560
4561 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
4562 {
4563         struct page_cgroup *pc;
4564
4565         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
4566         if (pc) {
4567                 pr_alert("pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
4568                          pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
4569         }
4570 }
4571 #endif
4572
4573 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4574                                 unsigned long long val)
4575 {
4576         int retry_count;
4577         u64 memswlimit, memlimit;
4578         int ret = 0;
4579         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4580         u64 curusage, oldusage;
4581         int enlarge;
4582
4583         /*
4584          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
4585          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
4586          * of # of children which we should visit in this loop.
4587          */
4588         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
4589
4590         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4591
4592         enlarge = 0;
4593         while (retry_count) {
4594                 if (signal_pending(current)) {
4595                         ret = -EINTR;
4596                         break;
4597                 }
4598                 /*
4599                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4600                  * open coded manner. You see what this really does.
4601                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4602                  */
4603                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4604                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4605                 if (memswlimit < val) {
4606                         ret = -EINVAL;
4607                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4608                         break;
4609                 }
4610
4611                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4612                 if (memlimit < val)
4613                         enlarge = 1;
4614
4615                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
4616                 if (!ret) {
4617                         if (memswlimit == val)
4618                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4619                         else
4620                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4621                 }
4622                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4623
4624                 if (!ret)
4625                         break;
4626
4627                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4628                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4629                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4630                 /* Usage is reduced ? */
4631                 if (curusage >= oldusage)
4632                         retry_count--;
4633                 else
4634                         oldusage = curusage;
4635         }
4636         if (!ret && enlarge)
4637                 memcg_oom_recover(memcg);
4638
4639         return ret;
4640 }
4641
4642 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4643                                         unsigned long long val)
4644 {
4645         int retry_count;
4646         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
4647         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4648         int ret = -EBUSY;
4649         int enlarge = 0;
4650
4651         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
4652         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4653         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4654         while (retry_count) {
4655                 if (signal_pending(current)) {
4656                         ret = -EINTR;
4657                         break;
4658                 }
4659                 /*
4660                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4661                  * open coded manner. You see what this really does.
4662                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4663                  */
4664                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4665                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4666                 if (memlimit > val) {
4667                         ret = -EINVAL;
4668                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4669                         break;
4670                 }
4671                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4672                 if (memswlimit < val)
4673                         enlarge = 1;
4674                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
4675                 if (!ret) {
4676                         if (memlimit == val)
4677                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4678                         else
4679                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4680                 }
4681                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4682
4683                 if (!ret)
4684                         break;
4685
4686                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4687                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
4688                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4689                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4690                 /* Usage is reduced ? */
4691                 if (curusage >= oldusage)
4692                         retry_count--;
4693                 else
4694                         oldusage = curusage;
4695         }
4696         if (!ret && enlarge)
4697                 memcg_oom_recover(memcg);
4698         return ret;
4699 }
4700
4701 /**
4702  * mem_cgroup_force_empty_list - clears LRU of a group
4703  * @memcg: group to clear
4704  * @node: NUMA node
4705  * @zid: zone id
4706  * @lru: lru to to clear
4707  *
4708  * Traverse a specified page_cgroup list and try to drop them all.  This doesn't
4709  * reclaim the pages page themselves - pages are moved to the parent (or root)
4710  * group.
4711  */
4712 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
4713                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
4714 {
4715         struct lruvec *lruvec;
4716         unsigned long flags;
4717         struct list_head *list;
4718         struct page *busy;
4719         struct zone *zone;
4720
4721         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
4722         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
4723         list = &lruvec->lists[lru];
4724
4725         busy = NULL;
4726         do {
4727                 struct page_cgroup *pc;
4728                 struct page *page;
4729
4730                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
4731                 if (list_empty(list)) {
4732                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4733                         break;
4734                 }
4735                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
4736                 if (busy == page) {
4737                         list_move(&page->lru, list);
4738                         busy = NULL;
4739                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4740                         continue;
4741                 }
4742                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4743
4744                 pc = lookup_page_cgroup(page);
4745
4746                 if (mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg)) {
4747                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
4748                         busy = page;
4749                         cond_resched();
4750                 } else
4751                         busy = NULL;
4752         } while (!list_empty(list));
4753 }
4754
4755 /*
4756  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task by moving
4757  * all the charges and pages to the parent.
4758  * This enables deleting this mem_cgroup.
4759  *
4760  * Caller is responsible for holding css reference on the memcg.
4761  */
4762 static void mem_cgroup_reparent_charges(struct mem_cgroup *memcg)
4763 {
4764         int node, zid;
4765         u64 usage;
4766
4767         do {
4768                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
4769                 lru_add_drain_all();
4770                 drain_all_stock_sync(memcg);
4771                 mem_cgroup_start_move(memcg);
4772                 for_each_node_state(node, N_MEMORY) {
4773                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4774                                 enum lru_list lru;
4775                                 for_each_lru(lru) {
4776                                         mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
4777                                                         node, zid, lru);
4778                                 }
4779                         }
4780                 }
4781                 mem_cgroup_end_move(memcg);
4782                 memcg_oom_recover(memcg);
4783                 cond_resched();
4784
4785                 /*
4786                  * Kernel memory may not necessarily be trackable to a specific
4787                  * process. So they are not migrated, and therefore we can't
4788                  * expect their value to drop to 0 here.
4789                  * Having res filled up with kmem only is enough.
4790                  *
4791                  * This is a safety check because mem_cgroup_force_empty_list
4792                  * could have raced with mem_cgroup_replace_page_cache callers
4793                  * so the lru seemed empty but the page could have been added
4794                  * right after the check. RES_USAGE should be safe as we always
4795                  * charge before adding to the LRU.
4796                  */
4797                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) -
4798                         res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE);
4799         } while (usage > 0);
4800 }
4801
4802 /*
4803  * This mainly exists for tests during the setting of set of use_hierarchy.
4804  * Since this is the very setting we are changing, the current hierarchy value
4805  * is meaningless
4806  */
4807 static inline bool __memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4808 {
4809         struct cgroup_subsys_state *pos;
4810
4811         /* bounce at first found */
4812         css_for_each_child(pos, &memcg->css)
4813                 return true;
4814         return false;
4815 }
4816
4817 /*
4818  * Must be called with memcg_create_mutex held, unless the cgroup is guaranteed
4819  * to be already dead (as in mem_cgroup_force_empty, for instance).  This is
4820  * from mem_cgroup_count_children(), in the sense that we don't really care how
4821  * many children we have; we only need to know if we have any.  It also counts
4822  * any memcg without hierarchy as infertile.
4823  */
4824 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4825 {
4826         return memcg->use_hierarchy && __memcg_has_children(memcg);
4827 }
4828
4829 /*
4830  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
4831  * the rest to the parent.
4832  *
4833  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
4834  */
4835 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
4836 {
4837         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4838         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
4839
4840         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
4841         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
4842                 return -EBUSY;
4843
4844         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
4845         lru_add_drain_all();
4846         /* try to free all pages in this cgroup */
4847         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
4848                 int progress;
4849
4850                 if (signal_pending(current))
4851                         return -EINTR;
4852
4853                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
4854                                                 false);
4855                 if (!progress) {
4856                         nr_retries--;
4857                         /* maybe some writeback is necessary */
4858                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
4859                 }
4860
4861         }
4862         lru_add_drain();
4863         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
4864
4865         return 0;
4866 }
4867
4868 static int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4869                                         unsigned int event)
4870 {
4871         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4872
4873         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
4874                 return -EINVAL;
4875         return mem_cgroup_force_empty(memcg);
4876 }
4877
4878 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4879                                      struct cftype *cft)
4880 {
4881         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
4882 }
4883
4884 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4885                                       struct cftype *cft, u64 val)
4886 {
4887         int retval = 0;
4888         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4889         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
4890
4891         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4892
4893         if (memcg->use_hierarchy == val)
4894                 goto out;
4895
4896         /*
4897          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
4898          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
4899          * occur, provided the current cgroup has no children.
4900          *
4901          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
4902          * set if there are no children.
4903          */
4904         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
4905                                 (val == 1 || val == 0)) {
4906                 if (!__memcg_has_children(memcg))
4907                         memcg->use_hierarchy = val;
4908                 else
4909                         retval = -EBUSY;
4910         } else
4911                 retval = -EINVAL;
4912
4913 out:
4914         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4915
4916         return retval;
4917 }
4918
4919
4920 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
4921                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
4922 {
4923         struct mem_cgroup *iter;
4924         long val = 0;
4925
4926         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
4927         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4928                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
4929
4930         if (val < 0) /* race ? */
4931                 val = 0;
4932         return val;
4933 }
4934
4935 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4936 {
4937         u64 val;
4938
4939         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
4940                 if (!swap)
4941                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4942                 else
4943                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4944         }
4945
4946         /*
4947          * Transparent hugepages are still accounted for in MEM_CGROUP_STAT_RSS
4948          * as well as in MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE.
4949          */
4950         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
4951         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
4952
4953         if (swap)
4954                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
4955
4956         return val << PAGE_SHIFT;
4957 }
4958
4959 static ssize_t mem_cgroup_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4960                                struct cftype *cft, struct file *file,
4961                                char __user *buf, size_t nbytes, loff_t *ppos)
4962 {
4963         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4964         char str[64];
4965         u64 val;
4966         int name, len;
4967         enum res_type type;
4968
4969         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4970         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
4971
4972         switch (type) {
4973         case _MEM:
4974                 if (name == RES_USAGE)
4975                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4976                 else
4977                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
4978                 break;
4979         case _MEMSWAP:
4980                 if (name == RES_USAGE)
4981                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4982                 else
4983                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
4984                 break;
4985         case _KMEM:
4986                 val = res_counter_read_u64(&memcg->kmem, name);
4987                 break;
4988         default:
4989                 BUG();
4990         }
4991
4992         len = scnprintf(str, sizeof(str), "%llu\n", (unsigned long long)val);
4993         return simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, str, len);
4994 }
4995
4996 static int memcg_update_kmem_limit(struct cgroup_subsys_state *css, u64 val)
4997 {
4998         int ret = -EINVAL;
4999 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5000         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5001         /*
5002          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
5003          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
5004          * already joined.
5005          *
5006          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
5007          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
5008          * place, which makes the value quite meaningless.
5009          *
5010          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
5011          * of course permitted.
5012          */
5013         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5014         mutex_lock(&set_limit_mutex);
5015         if (!memcg->kmem_account_flags && val != RESOURCE_MAX) {
5016                 if (cgroup_task_count(css->cgroup) || memcg_has_children(memcg)) {
5017                         ret = -EBUSY;
5018                         goto out;
5019                 }
5020                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
5021                 VM_BUG_ON(ret);
5022
5023                 ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
5024                 if (ret) {
5025                         res_counter_set_limit(&memcg->kmem, RESOURCE_MAX);
5026                         goto out;
5027                 }
5028                 static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5029                 /*
5030                  * setting the active bit after the inc will guarantee no one
5031                  * starts accounting before all call sites are patched
5032                  */
5033                 memcg_kmem_set_active(memcg);
5034         } else
5035                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
5036 out:
5037         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
5038         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5039 #endif
5040         return ret;
5041 }
5042
5043 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5044 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5045 {
5046         int ret = 0;
5047         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5048         if (!parent)
5049                 goto out;
5050
5051         memcg->kmem_account_flags = parent->kmem_account_flags;
5052         /*
5053          * When that happen, we need to disable the static branch only on those
5054          * memcgs that enabled it. To achieve this, we would be forced to
5055          * complicate the code by keeping track of which memcgs were the ones
5056          * that actually enabled limits, and which ones got it from its
5057          * parents.
5058          *
5059          * It is a lot simpler just to do static_key_slow_inc() on every child
5060          * that is accounted.
5061          */
5062         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5063                 goto out;
5064
5065         /*
5066          * __mem_cgroup_free() will issue static_key_slow_dec() because this
5067          * memcg is active already. If the later initialization fails then the
5068          * cgroup core triggers the cleanup so we do not have to do it here.
5069          */
5070         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5071
5072         mutex_lock(&set_limit_mutex);
5073         memcg_stop_kmem_account();
5074         ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
5075         memcg_resume_kmem_account();
5076         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
5077 out:
5078         return ret;
5079 }
5080 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
5081
5082 /*
5083  * The user of this function is...
5084  * RES_LIMIT.
5085  */
5086 static int mem_cgroup_write(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft,
5087                             const char *buffer)
5088 {
5089         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5090         enum res_type type;
5091         int name;
5092         unsigned long long val;
5093         int ret;
5094
5095         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5096         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5097
5098         switch (name) {
5099         case RES_LIMIT:
5100                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
5101                         ret = -EINVAL;
5102                         break;
5103                 }
5104                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
5105                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5106                 if (ret)
5107                         break;
5108                 if (type == _MEM)
5109                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
5110                 else if (type == _MEMSWAP)
5111                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
5112                 else if (type == _KMEM)
5113                         ret = memcg_update_kmem_limit(css, val);
5114                 else
5115                         return -EINVAL;
5116                 break;
5117         case RES_SOFT_LIMIT:
5118                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5119                 if (ret)
5120                         break;
5121                 /*
5122                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
5123                  * of semantics, for now, we support soft limits for
5124                  * control without swap
5125                  */
5126                 if (type == _MEM)
5127                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
5128                 else
5129                         ret = -EINVAL;
5130                 break;
5131         default:
5132                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
5133                 break;
5134         }
5135         return ret;
5136 }
5137
5138 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
5139                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
5140 {
5141         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
5142
5143         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5144         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5145         if (!memcg->use_hierarchy)
5146                 goto out;
5147
5148         while (css_parent(&memcg->css)) {
5149                 memcg = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5150                 if (!memcg->use_hierarchy)
5151                         break;
5152                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5153                 min_limit = min(min_limit, tmp);
5154                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5155                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
5156         }
5157 out:
5158         *mem_limit = min_limit;
5159         *memsw_limit = min_memsw_limit;
5160 }
5161
5162 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup_subsys_state *css, unsigned int event)
5163 {
5164         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5165         int name;
5166         enum res_type type;
5167
5168         type = MEMFILE_TYPE(event);
5169         name = MEMFILE_ATTR(event);
5170
5171         switch (name) {
5172         case RES_MAX_USAGE:
5173                 if (type == _MEM)
5174                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
5175                 else if (type == _MEMSWAP)
5176                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
5177                 else if (type == _KMEM)
5178                         res_counter_reset_max(&memcg->kmem);
5179                 else
5180                         return -EINVAL;
5181                 break;
5182         case RES_FAILCNT:
5183                 if (type == _MEM)
5184                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
5185                 else if (type == _MEMSWAP)
5186                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
5187                 else if (type == _KMEM)
5188                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->kmem);
5189                 else
5190                         return -EINVAL;
5191                 break;
5192         }
5193
5194         return 0;
5195 }
5196
5197 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5198                                         struct cftype *cft)
5199 {
5200         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
5201 }
5202
5203 #ifdef CONFIG_MMU
5204 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5205                                         struct cftype *cft, u64 val)
5206 {
5207         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5208
5209         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
5210                 return -EINVAL;
5211
5212         /*
5213          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
5214          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
5215          * on with stale data. This means that changes to this value will only
5216          * affect task migrations starting after the change.
5217          */
5218         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
5219         return 0;
5220 }
5221 #else
5222 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5223                                         struct cftype *cft, u64 val)
5224 {
5225         return -ENOSYS;
5226 }
5227 #endif
5228
5229 #ifdef CONFIG_NUMA
5230 static int memcg_numa_stat_show(struct cgroup_subsys_state *css,
5231                                 struct cftype *cft, struct seq_file *m)
5232 {
5233         int nid;
5234         unsigned long total_nr, file_nr, anon_nr, unevictable_nr;
5235         unsigned long node_nr;
5236         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5237
5238         total_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL);
5239         seq_printf(m, "total=%lu", total_nr);
5240         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5241                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL);
5242                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5243         }
5244         seq_putc(m, '\n');
5245
5246         file_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_FILE);
5247         seq_printf(m, "file=%lu", file_nr);
5248         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5249                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5250                                 LRU_ALL_FILE);
5251                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5252         }
5253         seq_putc(m, '\n');
5254
5255         anon_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_ANON);
5256         seq_printf(m, "anon=%lu", anon_nr);
5257         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5258                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5259                                 LRU_ALL_ANON);
5260                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5261         }
5262         seq_putc(m, '\n');
5263
5264         unevictable_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
5265         seq_printf(m, "unevictable=%lu", unevictable_nr);
5266         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5267                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5268                                 BIT(LRU_UNEVICTABLE));
5269                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5270         }
5271         seq_putc(m, '\n');
5272         return 0;
5273 }
5274 #endif /* CONFIG_NUMA */
5275
5276 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
5277 {
5278         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
5279 }
5280
5281 static int memcg_stat_show(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft,
5282                                  struct seq_file *m)
5283 {
5284         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5285         struct mem_cgroup *mi;
5286         unsigned int i;
5287
5288         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5289                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5290                         continue;
5291                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
5292                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
5293         }
5294
5295         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
5296                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
5297                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
5298
5299         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
5300                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
5301                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
5302
5303         /* Hierarchical information */
5304         {
5305                 unsigned long long limit, memsw_limit;
5306                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
5307                 seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n", limit);
5308                 if (do_swap_account)
5309                         seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
5310                                    memsw_limit);
5311         }
5312
5313         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5314                 long long val = 0;
5315
5316                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5317                         continue;
5318                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5319                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
5320                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
5321         }
5322
5323         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
5324                 unsigned long long val = 0;
5325
5326                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5327                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
5328                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
5329                            mem_cgroup_events_names[i], val);
5330         }
5331
5332         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
5333                 unsigned long long val = 0;
5334
5335                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5336                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
5337                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
5338         }
5339
5340 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5341         {
5342                 int nid, zid;
5343                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5344                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
5345                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
5346                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
5347
5348                 for_each_online_node(nid)
5349                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
5350                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
5351                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
5352
5353                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
5354                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
5355                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
5356                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
5357                         }
5358                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
5359                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
5360                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
5361                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
5362         }
5363 #endif
5364
5365         return 0;
5366 }
5367
5368 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5369                                       struct cftype *cft)
5370 {
5371         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5372
5373         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
5374 }
5375
5376 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5377                                        struct cftype *cft, u64 val)
5378 {
5379         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5380         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5381
5382         if (val > 100 || !parent)
5383                 return -EINVAL;
5384
5385         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5386
5387         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
5388         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5389                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5390                 return -EINVAL;
5391         }
5392
5393         memcg->swappiness = val;
5394
5395         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5396
5397         return 0;
5398 }
5399
5400 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5401 {
5402         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
5403         u64 usage;
5404         int i;
5405
5406         rcu_read_lock();
5407         if (!swap)
5408                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
5409         else
5410                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
5411
5412         if (!t)
5413                 goto unlock;
5414
5415         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
5416
5417         /*
5418          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
5419          * If it's not true, a threshold was crossed after last
5420          * call of __mem_cgroup_threshold().
5421          */
5422         i = t->current_threshold;
5423
5424         /*
5425          * Iterate backward over array of thresholds starting from
5426          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
5427          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
5428          * only one element of the array here.
5429          */
5430         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
5431                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5432
5433         /* i = current_threshold + 1 */
5434         i++;
5435
5436         /*
5437          * Iterate forward over array of thresholds starting from
5438          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
5439          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
5440          * only one element of the array here.
5441          */
5442         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
5443                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5444
5445         /* Update current_threshold */
5446         t->current_threshold = i - 1;
5447 unlock:
5448         rcu_read_unlock();
5449 }
5450
5451 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
5452 {
5453         while (memcg) {
5454                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
5455                 if (do_swap_account)
5456                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
5457
5458                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5459         }
5460 }
5461
5462 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
5463 {
5464         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
5465         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
5466
5467         if (_a->threshold > _b->threshold)
5468                 return 1;
5469
5470         if (_a->threshold < _b->threshold)
5471                 return -1;
5472
5473         return 0;
5474 }
5475
5476 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
5477 {
5478         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
5479
5480         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
5481                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
5482         return 0;
5483 }
5484
5485 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
5486 {
5487         struct mem_cgroup *iter;
5488
5489         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5490                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
5491 }
5492
5493 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5494         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5495 {
5496         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5497         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5498         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5499         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5500         u64 threshold, usage;
5501         int i, size, ret;
5502
5503         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
5504         if (ret)
5505                 return ret;
5506
5507         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5508
5509         if (type == _MEM)
5510                 thresholds = &memcg->thresholds;
5511         else if (type == _MEMSWAP)
5512                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5513         else
5514                 BUG();
5515
5516         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5517
5518         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
5519         if (thresholds->primary)
5520                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5521
5522         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
5523
5524         /* Allocate memory for new array of thresholds */
5525         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5526                         GFP_KERNEL);
5527         if (!new) {
5528                 ret = -ENOMEM;
5529                 goto unlock;
5530         }
5531         new->size = size;
5532
5533         /* Copy thresholds (if any) to new array */
5534         if (thresholds->primary) {
5535                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
5536                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
5537         }
5538
5539         /* Add new threshold */
5540         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
5541         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
5542
5543         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
5544         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5545                         compare_thresholds, NULL);
5546
5547         /* Find current threshold */
5548         new->current_threshold = -1;
5549         for (i = 0; i < size; i++) {
5550                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
5551                         /*
5552                          * new->current_threshold will not be used until
5553                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5554                          * it here.
5555                          */
5556                         ++new->current_threshold;
5557                 } else
5558                         break;
5559         }
5560
5561         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
5562         kfree(thresholds->spare);
5563         thresholds->spare = thresholds->primary;
5564
5565         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5566
5567         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5568         synchronize_rcu();
5569
5570 unlock:
5571         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5572
5573         return ret;
5574 }
5575
5576 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5577         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5578 {
5579         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5580         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5581         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5582         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5583         u64 usage;
5584         int i, j, size;
5585
5586         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5587         if (type == _MEM)
5588                 thresholds = &memcg->thresholds;
5589         else if (type == _MEMSWAP)
5590                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5591         else
5592                 BUG();
5593
5594         if (!thresholds->primary)
5595                 goto unlock;
5596
5597         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5598
5599         /* Check if a threshold crossed before removing */
5600         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5601
5602         /* Calculate new number of threshold */
5603         size = 0;
5604         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5605                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
5606                         size++;
5607         }
5608
5609         new = thresholds->spare;
5610
5611         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
5612         if (!size) {
5613                 kfree(new);
5614                 new = NULL;
5615                 goto swap_buffers;
5616         }
5617
5618         new->size = size;
5619
5620         /* Copy thresholds and find current threshold */
5621         new->current_threshold = -1;
5622         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5623                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
5624                         continue;
5625
5626                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
5627                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
5628                         /*
5629                          * new->current_threshold will not be used
5630                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5631                          * it here.
5632                          */
5633                         ++new->current_threshold;
5634                 }
5635                 j++;
5636         }
5637
5638 swap_buffers:
5639         /* Swap primary and spare array */
5640         thresholds->spare = thresholds->primary;
5641         /* If all events are unregistered, free the spare array */
5642         if (!new) {
5643                 kfree(thresholds->spare);
5644                 thresholds->spare = NULL;
5645         }
5646
5647         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5648
5649         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5650         synchronize_rcu();
5651 unlock:
5652         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5653 }
5654
5655 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5656         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5657 {
5658         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5659         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
5660         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5661
5662         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5663         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5664         if (!event)
5665                 return -ENOMEM;
5666
5667         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5668
5669         event->eventfd = eventfd;
5670         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
5671
5672         /* already in OOM ? */
5673         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5674                 eventfd_signal(eventfd, 1);
5675         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5676
5677         return 0;
5678 }
5679
5680 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5681         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5682 {
5683         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5684         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
5685         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5686
5687         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5688
5689         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5690
5691         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
5692                 if (ev->eventfd == eventfd) {
5693                         list_del(&ev->list);
5694                         kfree(ev);
5695                 }
5696         }
5697
5698         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5699 }
5700
5701 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5702         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
5703 {
5704         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5705
5706         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", memcg->oom_kill_disable);
5707
5708         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5709                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
5710         else
5711                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
5712         return 0;
5713 }
5714
5715 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5716         struct cftype *cft, u64 val)
5717 {
5718         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5719         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5720
5721         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
5722         if (!parent || !((val == 0) || (val == 1)))
5723                 return -EINVAL;
5724
5725         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5726         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
5727         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5728                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5729                 return -EINVAL;
5730         }
5731         memcg->oom_kill_disable = val;
5732         if (!val)
5733                 memcg_oom_recover(memcg);
5734         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5735         return 0;
5736 }
5737
5738 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5739 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5740 {
5741         int ret;
5742
5743         memcg->kmemcg_id = -1;
5744         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
5745         if (ret)
5746                 return ret;
5747
5748         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
5749 }
5750
5751 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5752 {
5753         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
5754 }
5755
5756 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5757 {
5758         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5759                 return;
5760
5761         /*
5762          * kmem charges can outlive the cgroup. In the case of slab
5763          * pages, for instance, a page contain objects from various
5764          * processes. As we prevent from taking a reference for every
5765          * such allocation we have to be careful when doing uncharge
5766          * (see memcg_uncharge_kmem) and here during offlining.
5767          *
5768          * The idea is that that only the _last_ uncharge which sees
5769          * the dead memcg will drop the last reference. An additional
5770          * reference is taken here before the group is marked dead
5771          * which is then paired with css_put during uncharge resp. here.
5772          *
5773          * Although this might sound strange as this path is called from
5774          * css_offline() when the referencemight have dropped down to 0
5775          * and shouldn't be incremented anymore (css_tryget would fail)
5776          * we do not have other options because of the kmem allocations
5777          * lifetime.
5778          */
5779         css_get(&memcg->css);
5780
5781         memcg_kmem_mark_dead(memcg);
5782
5783         if (res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0)
5784                 return;
5785
5786         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
5787                 css_put(&memcg->css);
5788 }
5789 #else
5790 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5791 {
5792         return 0;
5793 }
5794
5795 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5796 {
5797 }
5798
5799 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5800 {
5801 }
5802 #endif
5803
5804 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
5805         {
5806                 .name = "usage_in_bytes",
5807                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
5808                 .read = mem_cgroup_read,
5809                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
5810                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
5811         },
5812         {
5813                 .name = "max_usage_in_bytes",
5814                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
5815                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5816                 .read = mem_cgroup_read,
5817         },
5818         {
5819                 .name = "limit_in_bytes",
5820                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
5821                 .write_string = mem_cgroup_write,
5822                 .read = mem_cgroup_read,
5823         },
5824         {
5825                 .name = "soft_limit_in_bytes",
5826                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
5827                 .write_string = mem_cgroup_write,
5828                 .read = mem_cgroup_read,
5829         },
5830         {
5831                 .name = "failcnt",
5832                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
5833                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5834                 .read = mem_cgroup_read,
5835         },
5836         {
5837                 .name = "stat",
5838                 .read_seq_string = memcg_stat_show,
5839         },
5840         {
5841                 .name = "force_empty",
5842                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
5843         },
5844         {
5845                 .name = "use_hierarchy",
5846                 .flags = CFTYPE_INSANE,
5847                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
5848                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
5849         },
5850         {
5851                 .name = "swappiness",
5852                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
5853                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
5854         },
5855         {
5856                 .name = "move_charge_at_immigrate",
5857                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
5858                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
5859         },
5860         {
5861                 .name = "oom_control",
5862                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
5863                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
5864                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
5865                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
5866                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
5867         },
5868         {
5869                 .name = "pressure_level",
5870                 .register_event = vmpressure_register_event,
5871                 .unregister_event = vmpressure_unregister_event,
5872         },
5873 #ifdef CONFIG_NUMA
5874         {
5875                 .name = "numa_stat",
5876                 .read_seq_string = memcg_numa_stat_show,
5877         },
5878 #endif
5879 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5880         {
5881                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
5882                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
5883                 .write_string = mem_cgroup_write,
5884                 .read = mem_cgroup_read,
5885         },
5886         {
5887                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
5888                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
5889                 .read = mem_cgroup_read,
5890         },
5891         {
5892                 .name = "kmem.failcnt",
5893                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
5894                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5895                 .read = mem_cgroup_read,
5896         },
5897         {
5898                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
5899                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
5900                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5901                 .read = mem_cgroup_read,
5902         },
5903 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5904         {
5905                 .name = "kmem.slabinfo",
5906                 .read_seq_string = mem_cgroup_slabinfo_read,
5907         },
5908 #endif
5909 #endif
5910         { },    /* terminate */
5911 };
5912
5913 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5914 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
5915         {
5916                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
5917                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
5918                 .read = mem_cgroup_read,
5919                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
5920                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
5921         },
5922         {
5923                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
5924                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
5925                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5926                 .read = mem_cgroup_read,
5927         },
5928         {
5929                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
5930                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
5931                 .write_string = mem_cgroup_write,
5932                 .read = mem_cgroup_read,
5933         },
5934         {
5935                 .name = "memsw.failcnt",
5936                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
5937                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5938                 .read = mem_cgroup_read,
5939         },
5940         { },    /* terminate */
5941 };
5942 #endif
5943 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5944 {
5945         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5946         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5947         int zone, tmp = node;
5948         /*
5949          * This routine is called against possible nodes.
5950          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
5951          *
5952          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
5953          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
5954          *       function.
5955          */
5956         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5957                 tmp = -1;
5958         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
5959         if (!pn)
5960                 return 1;
5961
5962         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
5963                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
5964                 lruvec_init(&mz->lruvec);
5965                 mz->usage_in_excess = 0;
5966                 mz->on_tree = false;
5967                 mz->memcg = memcg;
5968         }
5969         memcg->nodeinfo[node] = pn;
5970         return 0;
5971 }
5972
5973 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5974 {
5975         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
5976 }
5977
5978 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
5979 {
5980         struct mem_cgroup *memcg;
5981         size_t size = memcg_size();
5982
5983         /* Can be very big if nr_node_ids is very big */
5984         if (size < PAGE_SIZE)
5985                 memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
5986         else
5987                 memcg = vzalloc(size);
5988
5989         if (!memcg)
5990                 return NULL;
5991
5992         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
5993         if (!memcg->stat)
5994                 goto out_free;
5995         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
5996         return memcg;
5997
5998 out_free:
5999         if (size < PAGE_SIZE)
6000                 kfree(memcg);
6001         else
6002                 vfree(memcg);
6003         return NULL;
6004 }
6005
6006 /*
6007  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
6008  * (scanning all at force_empty is too costly...)
6009  *
6010  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
6011  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
6012  * it goes down to 0.
6013  *
6014  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
6015  */
6016
6017 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
6018 {
6019         int node;
6020         size_t size = memcg_size();
6021
6022         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
6023         free_css_id(&mem_cgroup_subsys, &memcg->css);
6024
6025         for_each_node(node)
6026                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
6027
6028         free_percpu(memcg->stat);
6029
6030         /*
6031          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
6032          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
6033          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
6034          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
6035          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
6036          *
6037          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
6038          * to move this code around, and make sure it is outside
6039          * the cgroup_lock.
6040          */
6041         disarm_static_keys(memcg);
6042         if (size < PAGE_SIZE)
6043                 kfree(memcg);
6044         else
6045                 vfree(memcg);
6046 }
6047
6048 /*
6049  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
6050  */
6051 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
6052 {
6053         if (!memcg->res.parent)
6054                 return NULL;
6055         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
6056 }
6057 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
6058
6059 static void __init mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
6060 {
6061         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
6062         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
6063         int tmp, node, zone;
6064
6065         for_each_node(node) {
6066                 tmp = node;
6067                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6068                         tmp = -1;
6069                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
6070                 BUG_ON(!rtpn);
6071
6072                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
6073
6074                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6075                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
6076                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
6077                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
6078                 }
6079         }
6080 }
6081
6082 static struct cgroup_subsys_state * __ref
6083 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
6084 {
6085         struct mem_cgroup *memcg;
6086         long error = -ENOMEM;
6087         int node;
6088
6089         memcg = mem_cgroup_alloc();
6090         if (!memcg)
6091                 return ERR_PTR(error);
6092
6093         for_each_node(node)
6094                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
6095                         goto free_out;
6096
6097         /* root ? */
6098         if (parent_css == NULL) {
6099                 root_mem_cgroup = memcg;
6100                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6101                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6102                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6103         }
6104
6105         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
6106         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
6107         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
6108         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
6109         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
6110         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
6111
6112         return &memcg->css;
6113
6114 free_out:
6115         __mem_cgroup_free(memcg);
6116         return ERR_PTR(error);
6117 }
6118
6119 static int
6120 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
6121 {
6122         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6123         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(css));
6124         int error = 0;
6125
6126         if (!parent)
6127                 return 0;
6128
6129         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
6130
6131         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
6132         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
6133         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
6134
6135         if (parent->use_hierarchy) {
6136                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
6137                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
6138                 res_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
6139
6140                 /*
6141                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
6142                  * core guarantees its existence.
6143                  */
6144         } else {
6145                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6146                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6147                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6148                 /*
6149                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
6150                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
6151                  * unfortunate state in our controller.
6152                  */
6153                 if (parent != root_mem_cgroup)
6154                         mem_cgroup_subsys.broken_hierarchy = true;
6155         }
6156
6157         error = memcg_init_kmem(memcg, &mem_cgroup_subsys);
6158         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
6159         return error;
6160 }
6161
6162 /*
6163  * Announce all parents that a group from their hierarchy is gone.
6164  */
6165 static void mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *memcg)
6166 {
6167         struct mem_cgroup *parent = memcg;
6168
6169         while ((parent = parent_mem_cgroup(parent)))
6170                 mem_cgroup_iter_invalidate(parent);
6171
6172         /*
6173          * if the root memcg is not hierarchical we have to check it
6174          * explicitely.
6175          */
6176         if (!root_mem_cgroup->use_hierarchy)
6177                 mem_cgroup_iter_invalidate(root_mem_cgroup);
6178 }
6179
6180 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
6181 {
6182         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6183
6184         kmem_cgroup_css_offline(memcg);
6185
6186         mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(memcg);
6187         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
6188         mem_cgroup_destroy_all_caches(memcg);
6189         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
6190 }
6191
6192 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
6193 {
6194         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6195
6196         memcg_destroy_kmem(memcg);
6197         __mem_cgroup_free(memcg);
6198 }
6199
6200 #ifdef CONFIG_MMU
6201 /* Handlers for move charge at task migration. */
6202 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
6203 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
6204 {
6205         int ret = 0;
6206         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6207         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
6208
6209         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6210                 mc.precharge += count;
6211                 /* we don't need css_get for root */
6212                 return ret;
6213         }
6214         /* try to charge at once */
6215         if (count > 1) {
6216                 struct res_counter *dummy;
6217                 /*
6218                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
6219                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
6220                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
6221                  * css_get().
6222                  */
6223                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
6224                         goto one_by_one;
6225                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
6226                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
6227                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
6228                         goto one_by_one;
6229                 }
6230                 mc.precharge += count;
6231                 return ret;
6232         }
6233 one_by_one:
6234         /* fall back to one by one charge */
6235         while (count--) {
6236                 if (signal_pending(current)) {
6237                         ret = -EINTR;
6238                         break;
6239                 }
6240                 if (!batch_count--) {
6241                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6242                         cond_resched();
6243                 }
6244                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
6245                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
6246                 if (ret)
6247                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
6248                         return ret;
6249                 mc.precharge++;
6250         }
6251         return ret;
6252 }
6253
6254 /**
6255  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
6256  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
6257  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
6258  * @ptent: the pte to be checked
6259  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
6260  *
6261  * Returns
6262  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
6263  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
6264  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
6265  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
6266  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
6267  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
6268  *     in target->ent.
6269  *
6270  * Called with pte lock held.
6271  */
6272 union mc_target {
6273         struct page     *page;
6274         swp_entry_t     ent;
6275 };
6276
6277 enum mc_target_type {
6278         MC_TARGET_NONE = 0,
6279         MC_TARGET_PAGE,
6280         MC_TARGET_SWAP,
6281 };
6282
6283 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
6284                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
6285 {
6286         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
6287
6288         if (!page || !page_mapped(page))
6289                 return NULL;
6290         if (PageAnon(page)) {
6291                 /* we don't move shared anon */
6292                 if (!move_anon())
6293                         return NULL;
6294         } else if (!move_file())
6295                 /* we ignore mapcount for file pages */
6296                 return NULL;
6297         if (!get_page_unless_zero(page))
6298                 return NULL;
6299
6300         return page;
6301 }
6302
6303 #ifdef CONFIG_SWAP
6304 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6305                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6306 {
6307         struct page *page = NULL;
6308         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
6309
6310         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
6311                 return NULL;
6312         /*
6313          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
6314          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
6315          */
6316         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
6317         if (do_swap_account)
6318                 entry->val = ent.val;
6319
6320         return page;
6321 }
6322 #else
6323 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6324                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6325 {
6326         return NULL;
6327 }
6328 #endif
6329
6330 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
6331                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6332 {
6333         struct page *page = NULL;
6334         struct address_space *mapping;
6335         pgoff_t pgoff;
6336
6337         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
6338                 return NULL;
6339         if (!move_file())
6340                 return NULL;
6341
6342         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
6343         if (pte_none(ptent))
6344                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
6345         else /* pte_file(ptent) is true */
6346                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
6347
6348         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
6349         page = find_get_page(mapping, pgoff);
6350
6351 #ifdef CONFIG_SWAP
6352         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
6353         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
6354                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
6355                 if (do_swap_account)
6356                         *entry = swap;
6357                 page = find_get_page(swap_address_space(swap), swap.val);
6358         }
6359 #endif
6360         return page;
6361 }
6362
6363 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
6364                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
6365 {
6366         struct page *page = NULL;
6367         struct page_cgroup *pc;
6368         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6369         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
6370
6371         if (pte_present(ptent))
6372                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
6373         else if (is_swap_pte(ptent))
6374                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6375         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
6376                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6377
6378         if (!page && !ent.val)
6379                 return ret;
6380         if (page) {
6381                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6382                 /*
6383                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
6384                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
6385                  * the lock.
6386                  */
6387                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6388                         ret = MC_TARGET_PAGE;
6389                         if (target)
6390                                 target->page = page;
6391                 }
6392                 if (!ret || !target)
6393                         put_page(page);
6394         }
6395         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
6396         if (ent.val && !ret &&
6397                         css_id(&mc.from->css) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
6398                 ret = MC_TARGET_SWAP;
6399                 if (target)
6400                         target->ent = ent;
6401         }
6402         return ret;
6403 }
6404
6405 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
6406 /*
6407  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
6408  * support them for now.
6409  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
6410  */
6411 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6412                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6413 {
6414         struct page *page = NULL;
6415         struct page_cgroup *pc;
6416         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6417
6418         page = pmd_page(pmd);
6419         VM_BUG_ON(!page || !PageHead(page));
6420         if (!move_anon())
6421                 return ret;
6422         pc = lookup_page_cgroup(page);
6423         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6424                 ret = MC_TARGET_PAGE;
6425                 if (target) {
6426                         get_page(page);
6427                         target->page = page;
6428                 }
6429         }
6430         return ret;
6431 }
6432 #else
6433 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6434                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6435 {
6436         return MC_TARGET_NONE;
6437 }
6438 #endif
6439
6440 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
6441                                         unsigned long addr, unsigned long end,
6442                                         struct mm_walk *walk)
6443 {
6444         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6445         pte_t *pte;
6446         spinlock_t *ptl;
6447
6448         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
6449                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
6450                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
6451                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6452                 return 0;
6453         }
6454
6455         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6456                 return 0;
6457         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6458         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
6459                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
6460                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
6461         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6462         cond_resched();
6463
6464         return 0;
6465 }
6466
6467 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
6468 {
6469         unsigned long precharge;
6470         struct vm_area_struct *vma;
6471
6472         down_read(&mm->mmap_sem);
6473         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6474                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
6475                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
6476                         .mm = mm,
6477                         .private = vma,
6478                 };
6479                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6480                         continue;
6481                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6482                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
6483         }
6484         up_read(&mm->mmap_sem);
6485
6486         precharge = mc.precharge;
6487         mc.precharge = 0;
6488
6489         return precharge;
6490 }
6491
6492 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
6493 {
6494         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
6495
6496         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
6497         mc.moving_task = current;
6498         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
6499 }
6500
6501 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
6502 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
6503 {
6504         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6505         struct mem_cgroup *to = mc.to;
6506         int i;
6507
6508         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
6509         if (mc.precharge) {
6510                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
6511                 mc.precharge = 0;
6512         }
6513         /*
6514          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
6515          * we must uncharge here.
6516          */
6517         if (mc.moved_charge) {
6518                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
6519                 mc.moved_charge = 0;
6520         }
6521         /* we must fixup refcnts and charges */
6522         if (mc.moved_swap) {
6523                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
6524                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
6525                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
6526                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6527
6528                 for (i = 0; i < mc.moved_swap; i++)
6529                         css_put(&mc.from->css);
6530
6531                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
6532                         /*
6533                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
6534                          * uncharge to->res.
6535                          */
6536                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
6537                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6538                 }
6539                 /* we've already done css_get(mc.to) */
6540                 mc.moved_swap = 0;
6541         }
6542         memcg_oom_recover(from);
6543         memcg_oom_recover(to);
6544         wake_up_all(&mc.waitq);
6545 }
6546
6547 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
6548 {
6549         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6550
6551         /*
6552          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
6553          * task migration.
6554          */
6555         mc.moving_task = NULL;
6556         __mem_cgroup_clear_mc();
6557         spin_lock(&mc.lock);
6558         mc.from = NULL;
6559         mc.to = NULL;
6560         spin_unlock(&mc.lock);
6561         mem_cgroup_end_move(from);
6562 }
6563
6564 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6565                                  struct cgroup_taskset *tset)
6566 {
6567         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6568         int ret = 0;
6569         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6570         unsigned long move_charge_at_immigrate;
6571
6572         /*
6573          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
6574          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
6575          * So we need to save it, and keep it going.
6576          */
6577         move_charge_at_immigrate  = memcg->move_charge_at_immigrate;
6578         if (move_charge_at_immigrate) {
6579                 struct mm_struct *mm;
6580                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
6581
6582                 VM_BUG_ON(from == memcg);
6583
6584                 mm = get_task_mm(p);
6585                 if (!mm)
6586                         return 0;
6587                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
6588                 if (mm->owner == p) {
6589                         VM_BUG_ON(mc.from);
6590                         VM_BUG_ON(mc.to);
6591                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
6592                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
6593                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
6594                         mem_cgroup_start_move(from);
6595                         spin_lock(&mc.lock);
6596                         mc.from = from;
6597                         mc.to = memcg;
6598                         mc.immigrate_flags = move_charge_at_immigrate;
6599                         spin_unlock(&mc.lock);
6600                         /* We set mc.moving_task later */
6601
6602                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6603                         if (ret)
6604                                 mem_cgroup_clear_mc();
6605                 }
6606                 mmput(mm);
6607         }
6608         return ret;
6609 }
6610
6611 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6612                                      struct cgroup_taskset *tset)
6613 {
6614         mem_cgroup_clear_mc();
6615 }
6616
6617 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6618                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6619                                 struct mm_walk *walk)
6620 {
6621         int ret = 0;
6622         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6623         pte_t *pte;
6624         spinlock_t *ptl;
6625         enum mc_target_type target_type;
6626         union mc_target target;
6627         struct page *page;
6628         struct page_cgroup *pc;
6629
6630         /*
6631          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
6632          * happens because:
6633          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
6634          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
6635          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
6636          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
6637          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
6638          *    part of thp split is not executed yet.
6639          */
6640         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
6641                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6642                         spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6643                         return 0;
6644                 }
6645                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6646                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6647                         page = target.page;
6648                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6649                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6650                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
6651                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
6652                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6653                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6654                                 }
6655                                 putback_lru_page(page);
6656                         }
6657                         put_page(page);
6658                 }
6659                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6660                 return 0;
6661         }
6662
6663         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6664                 return 0;
6665 retry:
6666         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6667         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6668                 pte_t ptent = *(pte++);
6669                 swp_entry_t ent;
6670
6671                 if (!mc.precharge)
6672                         break;
6673
6674                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6675                 case MC_TARGET_PAGE:
6676                         page = target.page;
6677                         if (isolate_lru_page(page))
6678                                 goto put;
6679                         pc = lookup_page_cgroup(page);
6680                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
6681                                                      mc.from, mc.to)) {
6682                                 mc.precharge--;
6683                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6684                                 mc.moved_charge++;
6685                         }
6686                         putback_lru_page(page);
6687 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6688                         put_page(page);
6689                         break;
6690                 case MC_TARGET_SWAP:
6691                         ent = target.ent;
6692                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6693                                 mc.precharge--;
6694                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
6695                                 mc.moved_swap++;
6696                         }
6697                         break;
6698                 default:
6699                         break;
6700                 }
6701         }
6702         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6703         cond_resched();
6704
6705         if (addr != end) {
6706                 /*
6707                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6708                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6709                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6710                  * phase.
6711                  */
6712                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6713                 if (!ret)
6714                         goto retry;
6715         }
6716
6717         return ret;
6718 }
6719
6720 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
6721 {
6722         struct vm_area_struct *vma;
6723
6724         lru_add_drain_all();
6725 retry:
6726         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
6727                 /*
6728                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
6729                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6730                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6731                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6732                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6733                  */
6734                 __mem_cgroup_clear_mc();
6735                 cond_resched();
6736                 goto retry;
6737         }
6738         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6739                 int ret;
6740                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
6741                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6742                         .mm = mm,
6743                         .private = vma,
6744                 };
6745                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6746                         continue;
6747                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6748                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
6749                 if (ret)
6750                         /*
6751                          * means we have consumed all precharges and failed in
6752                          * doing additional charge. Just abandon here.
6753                          */
6754                         break;
6755         }
6756         up_read(&mm->mmap_sem);
6757 }
6758
6759 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
6760                                  struct cgroup_taskset *tset)
6761 {
6762         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6763         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
6764
6765         if (mm) {
6766                 if (mc.to)
6767                         mem_cgroup_move_charge(mm);
6768                 mmput(mm);
6769         }
6770         if (mc.to)
6771                 mem_cgroup_clear_mc();
6772 }
6773 #else   /* !CONFIG_MMU */
6774 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6775                                  struct cgroup_taskset *tset)
6776 {
6777         return 0;
6778 }
6779 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6780                                      struct cgroup_taskset *tset)
6781 {
6782 }
6783 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
6784                                  struct cgroup_taskset *tset)
6785 {
6786 }
6787 #endif
6788
6789 /*
6790  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
6791  * to verify sane_behavior flag on each mount attempt.
6792  */
6793 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
6794 {
6795         /*
6796          * use_hierarchy is forced with sane_behavior.  cgroup core
6797          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
6798          * on for the root memcg is enough.
6799          */
6800         if (cgroup_sane_behavior(root_css->cgroup))
6801                 mem_cgroup_from_css(root_css)->use_hierarchy = true;
6802 }
6803
6804 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
6805         .name = "memory",
6806         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
6807         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6808         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6809         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6810         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6811         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6812         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6813         .attach = mem_cgroup_move_task,
6814         .bind = mem_cgroup_bind,
6815         .base_cftypes = mem_cgroup_files,
6816         .early_init = 0,
6817         .use_id = 1,
6818 };
6819
6820 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6821 static int __init enable_swap_account(char *s)
6822 {
6823         if (!strcmp(s, "1"))
6824                 really_do_swap_account = 1;
6825         else if (!strcmp(s, "0"))
6826                 really_do_swap_account = 0;
6827         return 1;
6828 }
6829 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
6830
6831 static void __init memsw_file_init(void)
6832 {
6833         WARN_ON(cgroup_add_cftypes(&mem_cgroup_subsys, memsw_cgroup_files));
6834 }
6835
6836 static void __init enable_swap_cgroup(void)
6837 {
6838         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
6839                 do_swap_account = 1;
6840                 memsw_file_init();
6841         }
6842 }
6843
6844 #else
6845 static void __init enable_swap_cgroup(void)
6846 {
6847 }
6848 #endif
6849
6850 /*
6851  * subsys_initcall() for memory controller.
6852  *
6853  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
6854  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
6855  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
6856  * be initialized from here.
6857  */
6858 static int __init mem_cgroup_init(void)
6859 {
6860         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
6861         enable_swap_cgroup();
6862         mem_cgroup_soft_limit_tree_init();
6863         memcg_stock_init();
6864         return 0;
6865 }
6866 subsys_initcall(mem_cgroup_init);