19d5d4274e221fcab953063fb169125876ab0e37
[platform/adaptation/renesas_rcar/renesas_kernel.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * Kernel Memory Controller
14  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
15  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
16  *
17  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
18  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
19  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
20  * (at your option) any later version.
21  *
22  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
23  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
24  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
25  * GNU General Public License for more details.
26  */
27
28 #include <linux/res_counter.h>
29 #include <linux/memcontrol.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31 #include <linux/mm.h>
32 #include <linux/hugetlb.h>
33 #include <linux/pagemap.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/page-flags.h>
36 #include <linux/backing-dev.h>
37 #include <linux/bit_spinlock.h>
38 #include <linux/rcupdate.h>
39 #include <linux/limits.h>
40 #include <linux/export.h>
41 #include <linux/mutex.h>
42 #include <linux/rbtree.h>
43 #include <linux/slab.h>
44 #include <linux/swap.h>
45 #include <linux/swapops.h>
46 #include <linux/spinlock.h>
47 #include <linux/eventfd.h>
48 #include <linux/poll.h>
49 #include <linux/sort.h>
50 #include <linux/fs.h>
51 #include <linux/seq_file.h>
52 #include <linux/vmpressure.h>
53 #include <linux/mm_inline.h>
54 #include <linux/page_cgroup.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/oom.h>
57 #include <linux/lockdep.h>
58 #include <linux/file.h>
59 #include "internal.h"
60 #include <net/sock.h>
61 #include <net/ip.h>
62 #include <net/tcp_memcontrol.h>
63 #include "slab.h"
64
65 #include <asm/uaccess.h>
66
67 #include <trace/events/vmscan.h>
68
69 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys __read_mostly;
70 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_subsys);
71
72 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
73 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
74
75 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
76 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
77 int do_swap_account __read_mostly;
78
79 /* for remember boot option*/
80 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
81 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
82 #else
83 static int really_do_swap_account __initdata = 0;
84 #endif
85
86 #else
87 #define do_swap_account         0
88 #endif
89
90
91 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
92         "cache",
93         "rss",
94         "rss_huge",
95         "mapped_file",
96         "writeback",
97         "swap",
98 };
99
100 enum mem_cgroup_events_index {
101         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
102         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
103         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
104         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
105         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
106 };
107
108 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
109         "pgpgin",
110         "pgpgout",
111         "pgfault",
112         "pgmajfault",
113 };
114
115 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
116         "inactive_anon",
117         "active_anon",
118         "inactive_file",
119         "active_file",
120         "unevictable",
121 };
122
123 /*
124  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
125  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
126  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
127  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
128  */
129 enum mem_cgroup_events_target {
130         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
131         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
132         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
133         MEM_CGROUP_NTARGETS,
134 };
135 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
136 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
137 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
138
139 struct mem_cgroup_stat_cpu {
140         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
141         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
142         unsigned long nr_page_events;
143         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
144 };
145
146 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
147         /*
148          * last scanned hierarchy member. Valid only if last_dead_count
149          * matches memcg->dead_count of the hierarchy root group.
150          */
151         struct mem_cgroup *last_visited;
152         int last_dead_count;
153
154         /* scan generation, increased every round-trip */
155         unsigned int generation;
156 };
157
158 /*
159  * per-zone information in memory controller.
160  */
161 struct mem_cgroup_per_zone {
162         struct lruvec           lruvec;
163         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
164
165         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
166
167         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
168         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
169                                                 /* the soft limit is exceeded*/
170         bool                    on_tree;
171         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
172                                                 /* use container_of        */
173 };
174
175 struct mem_cgroup_per_node {
176         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
177 };
178
179 /*
180  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
181  * their hierarchy representation
182  */
183
184 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
185         struct rb_root rb_root;
186         spinlock_t lock;
187 };
188
189 struct mem_cgroup_tree_per_node {
190         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
191 };
192
193 struct mem_cgroup_tree {
194         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
195 };
196
197 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
198
199 struct mem_cgroup_threshold {
200         struct eventfd_ctx *eventfd;
201         u64 threshold;
202 };
203
204 /* For threshold */
205 struct mem_cgroup_threshold_ary {
206         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
207         int current_threshold;
208         /* Size of entries[] */
209         unsigned int size;
210         /* Array of thresholds */
211         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
212 };
213
214 struct mem_cgroup_thresholds {
215         /* Primary thresholds array */
216         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
217         /*
218          * Spare threshold array.
219          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
220          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
221          */
222         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
223 };
224
225 /* for OOM */
226 struct mem_cgroup_eventfd_list {
227         struct list_head list;
228         struct eventfd_ctx *eventfd;
229 };
230
231 /*
232  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
233  */
234 struct mem_cgroup_event {
235         /*
236          * memcg which the event belongs to.
237          */
238         struct mem_cgroup *memcg;
239         /*
240          * eventfd to signal userspace about the event.
241          */
242         struct eventfd_ctx *eventfd;
243         /*
244          * Each of these stored in a list by the cgroup.
245          */
246         struct list_head list;
247         /*
248          * register_event() callback will be used to add new userspace
249          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
250          * on eventfd to send notification to userspace.
251          */
252         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
253                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
254         /*
255          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
256          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
257          * if you want provide notification functionality.
258          */
259         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
260                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
261         /*
262          * All fields below needed to unregister event when
263          * userspace closes eventfd.
264          */
265         poll_table pt;
266         wait_queue_head_t *wqh;
267         wait_queue_t wait;
268         struct work_struct remove;
269 };
270
271 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
272 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
273
274 /*
275  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
276  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
277  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
278  * to help the administrator determine what knobs to tune.
279  *
280  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
281  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
282  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
283  * a feature that will be implemented much later in the future.
284  */
285 struct mem_cgroup {
286         struct cgroup_subsys_state css;
287         /*
288          * the counter to account for memory usage
289          */
290         struct res_counter res;
291
292         /* vmpressure notifications */
293         struct vmpressure vmpressure;
294
295         /*
296          * the counter to account for mem+swap usage.
297          */
298         struct res_counter memsw;
299
300         /*
301          * the counter to account for kernel memory usage.
302          */
303         struct res_counter kmem;
304         /*
305          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
306          */
307         bool use_hierarchy;
308         unsigned long kmem_account_flags; /* See KMEM_ACCOUNTED_*, below */
309
310         bool            oom_lock;
311         atomic_t        under_oom;
312         atomic_t        oom_wakeups;
313
314         int     swappiness;
315         /* OOM-Killer disable */
316         int             oom_kill_disable;
317
318         /* set when res.limit == memsw.limit */
319         bool            memsw_is_minimum;
320
321         /* protect arrays of thresholds */
322         struct mutex thresholds_lock;
323
324         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
325         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
326
327         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
328         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
329
330         /* For oom notifier event fd */
331         struct list_head oom_notify;
332
333         /*
334          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
335          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
336          */
337         unsigned long move_charge_at_immigrate;
338         /*
339          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
340          */
341         atomic_t        moving_account;
342         /* taken only while moving_account > 0 */
343         spinlock_t      move_lock;
344         /*
345          * percpu counter.
346          */
347         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
348         /*
349          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
350          * See mem_cgroup_read_stat().
351          */
352         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
353         spinlock_t pcp_counter_lock;
354
355         atomic_t        dead_count;
356 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
357         struct cg_proto tcp_mem;
358 #endif
359 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
360         /* analogous to slab_common's slab_caches list. per-memcg */
361         struct list_head memcg_slab_caches;
362         /* Not a spinlock, we can take a lot of time walking the list */
363         struct mutex slab_caches_mutex;
364         /* Index in the kmem_cache->memcg_params->memcg_caches array */
365         int kmemcg_id;
366 #endif
367
368         int last_scanned_node;
369 #if MAX_NUMNODES > 1
370         nodemask_t      scan_nodes;
371         atomic_t        numainfo_events;
372         atomic_t        numainfo_updating;
373 #endif
374
375         /* List of events which userspace want to receive */
376         struct list_head event_list;
377         spinlock_t event_list_lock;
378
379         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[0];
380         /* WARNING: nodeinfo must be the last member here */
381 };
382
383 /* internal only representation about the status of kmem accounting. */
384 enum {
385         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, /* accounted by this cgroup itself */
386         KMEM_ACCOUNTED_DEAD, /* dead memcg with pending kmem charges */
387 };
388
389 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
390 static inline void memcg_kmem_set_active(struct mem_cgroup *memcg)
391 {
392         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
393 }
394
395 static bool memcg_kmem_is_active(struct mem_cgroup *memcg)
396 {
397         return test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
398 }
399
400 static void memcg_kmem_mark_dead(struct mem_cgroup *memcg)
401 {
402         /*
403          * Our caller must use css_get() first, because memcg_uncharge_kmem()
404          * will call css_put() if it sees the memcg is dead.
405          */
406         smp_wmb();
407         if (test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags))
408                 set_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD, &memcg->kmem_account_flags);
409 }
410
411 static bool memcg_kmem_test_and_clear_dead(struct mem_cgroup *memcg)
412 {
413         return test_and_clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD,
414                                   &memcg->kmem_account_flags);
415 }
416 #endif
417
418 /* Stuffs for move charges at task migration. */
419 /*
420  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" and
421  * "immigrate_flags" are treated as a left-shifted bitmap of these types.
422  */
423 enum move_type {
424         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
425         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
426         NR_MOVE_TYPE,
427 };
428
429 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
430 static struct move_charge_struct {
431         spinlock_t        lock; /* for from, to */
432         struct mem_cgroup *from;
433         struct mem_cgroup *to;
434         unsigned long immigrate_flags;
435         unsigned long precharge;
436         unsigned long moved_charge;
437         unsigned long moved_swap;
438         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
439         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
440 } mc = {
441         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
442         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
443 };
444
445 static bool move_anon(void)
446 {
447         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON, &mc.immigrate_flags);
448 }
449
450 static bool move_file(void)
451 {
452         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE, &mc.immigrate_flags);
453 }
454
455 /*
456  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
457  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
458  */
459 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
460 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
461
462 enum charge_type {
463         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
464         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
465         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
466         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
467         NR_CHARGE_TYPE,
468 };
469
470 /* for encoding cft->private value on file */
471 enum res_type {
472         _MEM,
473         _MEMSWAP,
474         _OOM_TYPE,
475         _KMEM,
476 };
477
478 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
479 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
480 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
481 /* Used for OOM nofiier */
482 #define OOM_CONTROL             (0)
483
484 /*
485  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
486  */
487 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
488 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
489 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
490 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
491
492 /*
493  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
494  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
495  * appearing has to hold it as well.
496  */
497 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
498
499 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
500 {
501         return s ? container_of(s, struct mem_cgroup, css) : NULL;
502 }
503
504 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
505 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
506 {
507         if (!memcg)
508                 memcg = root_mem_cgroup;
509         return &memcg->vmpressure;
510 }
511
512 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
513 {
514         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
515 }
516
517 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
518 {
519         return (memcg == root_mem_cgroup);
520 }
521
522 /*
523  * We restrict the id in the range of [1, 65535], so it can fit into
524  * an unsigned short.
525  */
526 #define MEM_CGROUP_ID_MAX       USHRT_MAX
527
528 static inline unsigned short mem_cgroup_id(struct mem_cgroup *memcg)
529 {
530         /*
531          * The ID of the root cgroup is 0, but memcg treat 0 as an
532          * invalid ID, so we return (cgroup_id + 1).
533          */
534         return memcg->css.cgroup->id + 1;
535 }
536
537 static inline struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
538 {
539         struct cgroup_subsys_state *css;
540
541         css = css_from_id(id - 1, &mem_cgroup_subsys);
542         return mem_cgroup_from_css(css);
543 }
544
545 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
546 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
547
548 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
549 {
550         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
551                 struct mem_cgroup *memcg;
552                 struct cg_proto *cg_proto;
553
554                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
555
556                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
557                  * filled. It won't however, necessarily happen from
558                  * process context. So the test for root memcg given
559                  * the current task's memcg won't help us in this case.
560                  *
561                  * Respecting the original socket's memcg is a better
562                  * decision in this case.
563                  */
564                 if (sk->sk_cgrp) {
565                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
566                         css_get(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
567                         return;
568                 }
569
570                 rcu_read_lock();
571                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
572                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
573                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
574                     memcg_proto_active(cg_proto) && css_tryget(&memcg->css)) {
575                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
576                 }
577                 rcu_read_unlock();
578         }
579 }
580 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
581
582 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
583 {
584         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
585                 struct mem_cgroup *memcg;
586                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
587                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
588                 css_put(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
589         }
590 }
591
592 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
593 {
594         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
595                 return NULL;
596
597         return &memcg->tcp_mem;
598 }
599 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
600
601 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
602 {
603         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem))
604                 return;
605         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
606 }
607 #else
608 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
609 {
610 }
611 #endif
612
613 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
614 /*
615  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params->memcg_caches.
616  * The main reason for not using cgroup id for this:
617  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
618  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
619  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
620  *  200 entry array for that.
621  *
622  * The current size of the caches array is stored in
623  * memcg_limited_groups_array_size.  It will double each time we have to
624  * increase it.
625  */
626 static DEFINE_IDA(kmem_limited_groups);
627 int memcg_limited_groups_array_size;
628
629 /*
630  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
631  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
632  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
633  * tunable, but that is strictly not necessary.
634  *
635  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
636  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
637  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
638  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
639  * increase ours as well if it increases.
640  */
641 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
642 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
643
644 /*
645  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
646  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
647  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
648  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
649  */
650 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
651 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
652
653 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
654 {
655         if (memcg_kmem_is_active(memcg)) {
656                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
657                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg->kmemcg_id);
658         }
659         /*
660          * This check can't live in kmem destruction function,
661          * since the charges will outlive the cgroup
662          */
663         WARN_ON(res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0);
664 }
665 #else
666 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
667 {
668 }
669 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
670
671 static void disarm_static_keys(struct mem_cgroup *memcg)
672 {
673         disarm_sock_keys(memcg);
674         disarm_kmem_keys(memcg);
675 }
676
677 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
678
679 static struct mem_cgroup_per_zone *
680 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
681 {
682         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
683         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
684 }
685
686 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
687 {
688         return &memcg->css;
689 }
690
691 static struct mem_cgroup_per_zone *
692 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
693 {
694         int nid = page_to_nid(page);
695         int zid = page_zonenum(page);
696
697         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
698 }
699
700 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
701 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
702 {
703         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
704 }
705
706 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
707 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
708 {
709         int nid = page_to_nid(page);
710         int zid = page_zonenum(page);
711
712         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
713 }
714
715 static void
716 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
717                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
718                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
719                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
720 {
721         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
722         struct rb_node *parent = NULL;
723         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
724
725         if (mz->on_tree)
726                 return;
727
728         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
729         if (!mz->usage_in_excess)
730                 return;
731         while (*p) {
732                 parent = *p;
733                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
734                                         tree_node);
735                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
736                         p = &(*p)->rb_left;
737                 /*
738                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
739                  * limit by the same amount
740                  */
741                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
742                         p = &(*p)->rb_right;
743         }
744         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
745         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
746         mz->on_tree = true;
747 }
748
749 static void
750 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
751                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
752                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
753 {
754         if (!mz->on_tree)
755                 return;
756         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
757         mz->on_tree = false;
758 }
759
760 static void
761 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
762                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
763                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
764 {
765         spin_lock(&mctz->lock);
766         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
767         spin_unlock(&mctz->lock);
768 }
769
770
771 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
772 {
773         unsigned long long excess;
774         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
775         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
776         int nid = page_to_nid(page);
777         int zid = page_zonenum(page);
778         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
779
780         /*
781          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
782          * because their event counter is not touched.
783          */
784         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
785                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
786                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
787                 /*
788                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
789                  * mem is over its softlimit.
790                  */
791                 if (excess || mz->on_tree) {
792                         spin_lock(&mctz->lock);
793                         /* if on-tree, remove it */
794                         if (mz->on_tree)
795                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
796                         /*
797                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
798                          * If excess is 0, no tree ops.
799                          */
800                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
801                         spin_unlock(&mctz->lock);
802                 }
803         }
804 }
805
806 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
807 {
808         int node, zone;
809         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
810         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
811
812         for_each_node(node) {
813                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
814                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
815                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
816                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
817                 }
818         }
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 rb_node *rightmost = NULL;
825         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
826
827 retry:
828         mz = NULL;
829         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
830         if (!rightmost)
831                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
832
833         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
834         /*
835          * Remove the node now but someone else can add it back,
836          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
837          * position in the tree.
838          */
839         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
840         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
841                 !css_tryget(&mz->memcg->css))
842                 goto retry;
843 done:
844         return mz;
845 }
846
847 static struct mem_cgroup_per_zone *
848 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
849 {
850         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
851
852         spin_lock(&mctz->lock);
853         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
854         spin_unlock(&mctz->lock);
855         return mz;
856 }
857
858 /*
859  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
860  *
861  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
862  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
863  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
864  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
865  *
866  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
867  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
868  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
869  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
870  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
871  *
872  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
873  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
874  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
875  * implemented.
876  */
877 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
878                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
879 {
880         long val = 0;
881         int cpu;
882
883         get_online_cpus();
884         for_each_online_cpu(cpu)
885                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
886 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
887         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
888         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
889         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
890 #endif
891         put_online_cpus();
892         return val;
893 }
894
895 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
896                                          bool charge)
897 {
898         int val = (charge) ? 1 : -1;
899         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
900 }
901
902 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
903                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
904 {
905         unsigned long val = 0;
906         int cpu;
907
908         get_online_cpus();
909         for_each_online_cpu(cpu)
910                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
911 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
912         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
913         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
914         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
915 #endif
916         put_online_cpus();
917         return val;
918 }
919
920 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
921                                          struct page *page,
922                                          bool anon, int nr_pages)
923 {
924         preempt_disable();
925
926         /*
927          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
928          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
929          */
930         if (anon)
931                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
932                                 nr_pages);
933         else
934                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
935                                 nr_pages);
936
937         if (PageTransHuge(page))
938                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
939                                 nr_pages);
940
941         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
942         if (nr_pages > 0)
943                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
944         else {
945                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
946                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
947         }
948
949         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
950
951         preempt_enable();
952 }
953
954 unsigned long
955 mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
956 {
957         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
958
959         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
960         return mz->lru_size[lru];
961 }
962
963 static unsigned long
964 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
965                         unsigned int lru_mask)
966 {
967         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
968         enum lru_list lru;
969         unsigned long ret = 0;
970
971         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
972
973         for_each_lru(lru) {
974                 if (BIT(lru) & lru_mask)
975                         ret += mz->lru_size[lru];
976         }
977         return ret;
978 }
979
980 static unsigned long
981 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
982                         int nid, unsigned int lru_mask)
983 {
984         u64 total = 0;
985         int zid;
986
987         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
988                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
989                                                 nid, zid, lru_mask);
990
991         return total;
992 }
993
994 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
995                         unsigned int lru_mask)
996 {
997         int nid;
998         u64 total = 0;
999
1000         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
1001                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
1002         return total;
1003 }
1004
1005 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
1006                                        enum mem_cgroup_events_target target)
1007 {
1008         unsigned long val, next;
1009
1010         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
1011         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
1012         /* from time_after() in jiffies.h */
1013         if ((long)next - (long)val < 0) {
1014                 switch (target) {
1015                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
1016                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
1017                         break;
1018                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
1019                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
1020                         break;
1021                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
1022                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
1023                         break;
1024                 default:
1025                         break;
1026                 }
1027                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
1028                 return true;
1029         }
1030         return false;
1031 }
1032
1033 /*
1034  * Check events in order.
1035  *
1036  */
1037 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
1038 {
1039         preempt_disable();
1040         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
1041         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1042                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
1043                 bool do_softlimit;
1044                 bool do_numainfo __maybe_unused;
1045
1046                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1047                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
1048 #if MAX_NUMNODES > 1
1049                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1050                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
1051 #endif
1052                 preempt_enable();
1053
1054                 mem_cgroup_threshold(memcg);
1055                 if (unlikely(do_softlimit))
1056                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
1057 #if MAX_NUMNODES > 1
1058                 if (unlikely(do_numainfo))
1059                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
1060 #endif
1061         } else
1062                 preempt_enable();
1063 }
1064
1065 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1066 {
1067         /*
1068          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1069          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1070          * So this can be called with p == NULL.
1071          */
1072         if (unlikely(!p))
1073                 return NULL;
1074
1075         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, mem_cgroup_subsys_id));
1076 }
1077
1078 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1079 {
1080         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1081
1082         if (!mm)
1083                 return NULL;
1084         /*
1085          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
1086          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
1087          * pessimistic (rather than adding locks here).
1088          */
1089         rcu_read_lock();
1090         do {
1091                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1092                 if (unlikely(!memcg))
1093                         break;
1094         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1095         rcu_read_unlock();
1096         return memcg;
1097 }
1098
1099 /*
1100  * Returns a next (in a pre-order walk) alive memcg (with elevated css
1101  * ref. count) or NULL if the whole root's subtree has been visited.
1102  *
1103  * helper function to be used by mem_cgroup_iter
1104  */
1105 static struct mem_cgroup *__mem_cgroup_iter_next(struct mem_cgroup *root,
1106                 struct mem_cgroup *last_visited)
1107 {
1108         struct cgroup_subsys_state *prev_css, *next_css;
1109
1110         prev_css = last_visited ? &last_visited->css : NULL;
1111 skip_node:
1112         next_css = css_next_descendant_pre(prev_css, &root->css);
1113
1114         /*
1115          * Even if we found a group we have to make sure it is
1116          * alive. css && !memcg means that the groups should be
1117          * skipped and we should continue the tree walk.
1118          * last_visited css is safe to use because it is
1119          * protected by css_get and the tree walk is rcu safe.
1120          *
1121          * We do not take a reference on the root of the tree walk
1122          * because we might race with the root removal when it would
1123          * be the only node in the iterated hierarchy and mem_cgroup_iter
1124          * would end up in an endless loop because it expects that at
1125          * least one valid node will be returned. Root cannot disappear
1126          * because caller of the iterator should hold it already so
1127          * skipping css reference should be safe.
1128          */
1129         if (next_css) {
1130                 if ((next_css->flags & CSS_ONLINE) &&
1131                                 (next_css == &root->css || css_tryget(next_css)))
1132                         return mem_cgroup_from_css(next_css);
1133
1134                 prev_css = next_css;
1135                 goto skip_node;
1136         }
1137
1138         return NULL;
1139 }
1140
1141 static void mem_cgroup_iter_invalidate(struct mem_cgroup *root)
1142 {
1143         /*
1144          * When a group in the hierarchy below root is destroyed, the
1145          * hierarchy iterator can no longer be trusted since it might
1146          * have pointed to the destroyed group.  Invalidate it.
1147          */
1148         atomic_inc(&root->dead_count);
1149 }
1150
1151 static struct mem_cgroup *
1152 mem_cgroup_iter_load(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1153                      struct mem_cgroup *root,
1154                      int *sequence)
1155 {
1156         struct mem_cgroup *position = NULL;
1157         /*
1158          * A cgroup destruction happens in two stages: offlining and
1159          * release.  They are separated by a RCU grace period.
1160          *
1161          * If the iterator is valid, we may still race with an
1162          * offlining.  The RCU lock ensures the object won't be
1163          * released, tryget will fail if we lost the race.
1164          */
1165         *sequence = atomic_read(&root->dead_count);
1166         if (iter->last_dead_count == *sequence) {
1167                 smp_rmb();
1168                 position = iter->last_visited;
1169
1170                 /*
1171                  * We cannot take a reference to root because we might race
1172                  * with root removal and returning NULL would end up in
1173                  * an endless loop on the iterator user level when root
1174                  * would be returned all the time.
1175                  */
1176                 if (position && position != root &&
1177                                 !css_tryget(&position->css))
1178                         position = NULL;
1179         }
1180         return position;
1181 }
1182
1183 static void mem_cgroup_iter_update(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1184                                    struct mem_cgroup *last_visited,
1185                                    struct mem_cgroup *new_position,
1186                                    struct mem_cgroup *root,
1187                                    int sequence)
1188 {
1189         /* root reference counting symmetric to mem_cgroup_iter_load */
1190         if (last_visited && last_visited != root)
1191                 css_put(&last_visited->css);
1192         /*
1193          * We store the sequence count from the time @last_visited was
1194          * loaded successfully instead of rereading it here so that we
1195          * don't lose destruction events in between.  We could have
1196          * raced with the destruction of @new_position after all.
1197          */
1198         iter->last_visited = new_position;
1199         smp_wmb();
1200         iter->last_dead_count = sequence;
1201 }
1202
1203 /**
1204  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1205  * @root: hierarchy root
1206  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1207  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1208  *
1209  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1210  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1211  *
1212  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1213  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1214  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1215  *
1216  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
1217  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1218  * reclaimers operating on the same zone and priority.
1219  */
1220 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1221                                    struct mem_cgroup *prev,
1222                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1223 {
1224         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1225         struct mem_cgroup *last_visited = NULL;
1226
1227         if (mem_cgroup_disabled())
1228                 return NULL;
1229
1230         if (!root)
1231                 root = root_mem_cgroup;
1232
1233         if (prev && !reclaim)
1234                 last_visited = prev;
1235
1236         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1237                 if (prev)
1238                         goto out_css_put;
1239                 return root;
1240         }
1241
1242         rcu_read_lock();
1243         while (!memcg) {
1244                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1245                 int uninitialized_var(seq);
1246
1247                 if (reclaim) {
1248                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
1249                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
1250                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1251
1252                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
1253                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
1254                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation) {
1255                                 iter->last_visited = NULL;
1256                                 goto out_unlock;
1257                         }
1258
1259                         last_visited = mem_cgroup_iter_load(iter, root, &seq);
1260                 }
1261
1262                 memcg = __mem_cgroup_iter_next(root, last_visited);
1263
1264                 if (reclaim) {
1265                         mem_cgroup_iter_update(iter, last_visited, memcg, root,
1266                                         seq);
1267
1268                         if (!memcg)
1269                                 iter->generation++;
1270                         else if (!prev && memcg)
1271                                 reclaim->generation = iter->generation;
1272                 }
1273
1274                 if (prev && !memcg)
1275                         goto out_unlock;
1276         }
1277 out_unlock:
1278         rcu_read_unlock();
1279 out_css_put:
1280         if (prev && prev != root)
1281                 css_put(&prev->css);
1282
1283         return memcg;
1284 }
1285
1286 /**
1287  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1288  * @root: hierarchy root
1289  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1290  */
1291 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1292                            struct mem_cgroup *prev)
1293 {
1294         if (!root)
1295                 root = root_mem_cgroup;
1296         if (prev && prev != root)
1297                 css_put(&prev->css);
1298 }
1299
1300 /*
1301  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1302  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1303  * be used for reference counting.
1304  */
1305 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1306         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1307              iter != NULL;                              \
1308              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1309
1310 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1311         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1312              iter != NULL;                              \
1313              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1314
1315 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1316 {
1317         struct mem_cgroup *memcg;
1318
1319         rcu_read_lock();
1320         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1321         if (unlikely(!memcg))
1322                 goto out;
1323
1324         switch (idx) {
1325         case PGFAULT:
1326                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1327                 break;
1328         case PGMAJFAULT:
1329                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1330                 break;
1331         default:
1332                 BUG();
1333         }
1334 out:
1335         rcu_read_unlock();
1336 }
1337 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1338
1339 /**
1340  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1341  * @zone: zone of the wanted lruvec
1342  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1343  *
1344  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1345  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1346  * is disabled.
1347  */
1348 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1349                                       struct mem_cgroup *memcg)
1350 {
1351         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1352         struct lruvec *lruvec;
1353
1354         if (mem_cgroup_disabled()) {
1355                 lruvec = &zone->lruvec;
1356                 goto out;
1357         }
1358
1359         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1360         lruvec = &mz->lruvec;
1361 out:
1362         /*
1363          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1364          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1365          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1366          */
1367         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1368                 lruvec->zone = zone;
1369         return lruvec;
1370 }
1371
1372 /*
1373  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1374  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1375  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1376  *
1377  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1378  * 1. charge
1379  * 2. moving account
1380  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1381  * It is added to LRU before charge.
1382  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1383  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1384  */
1385
1386 /**
1387  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1388  * @page: the page
1389  * @zone: zone of the page
1390  */
1391 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1392 {
1393         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1394         struct mem_cgroup *memcg;
1395         struct page_cgroup *pc;
1396         struct lruvec *lruvec;
1397
1398         if (mem_cgroup_disabled()) {
1399                 lruvec = &zone->lruvec;
1400                 goto out;
1401         }
1402
1403         pc = lookup_page_cgroup(page);
1404         memcg = pc->mem_cgroup;
1405
1406         /*
1407          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1408          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1409          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1410          *
1411          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1412          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1413          * of pc->mem_cgroup safe.
1414          */
1415         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1416                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1417
1418         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1419         lruvec = &mz->lruvec;
1420 out:
1421         /*
1422          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1423          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1424          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1425          */
1426         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1427                 lruvec->zone = zone;
1428         return lruvec;
1429 }
1430
1431 /**
1432  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1433  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1434  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1435  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1436  *
1437  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1438  * lru list.
1439  */
1440 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1441                                 int nr_pages)
1442 {
1443         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1444         unsigned long *lru_size;
1445
1446         if (mem_cgroup_disabled())
1447                 return;
1448
1449         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1450         lru_size = mz->lru_size + lru;
1451         *lru_size += nr_pages;
1452         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1453 }
1454
1455 /*
1456  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1457  * hierarchy subtree
1458  */
1459 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1460                                   struct mem_cgroup *memcg)
1461 {
1462         if (root_memcg == memcg)
1463                 return true;
1464         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1465                 return false;
1466         return cgroup_is_descendant(memcg->css.cgroup, root_memcg->css.cgroup);
1467 }
1468
1469 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1470                                        struct mem_cgroup *memcg)
1471 {
1472         bool ret;
1473
1474         rcu_read_lock();
1475         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1476         rcu_read_unlock();
1477         return ret;
1478 }
1479
1480 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task,
1481                         const struct mem_cgroup *memcg)
1482 {
1483         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1484         struct task_struct *p;
1485         bool ret;
1486
1487         p = find_lock_task_mm(task);
1488         if (p) {
1489                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1490                 task_unlock(p);
1491         } else {
1492                 /*
1493                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1494                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1495                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1496                  */
1497                 rcu_read_lock();
1498                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1499                 if (curr)
1500                         css_get(&curr->css);
1501                 rcu_read_unlock();
1502         }
1503         if (!curr)
1504                 return false;
1505         /*
1506          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1507          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1508          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1509          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1510          */
1511         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1512         css_put(&curr->css);
1513         return ret;
1514 }
1515
1516 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1517 {
1518         unsigned long inactive_ratio;
1519         unsigned long inactive;
1520         unsigned long active;
1521         unsigned long gb;
1522
1523         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1524         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1525
1526         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1527         if (gb)
1528                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1529         else
1530                 inactive_ratio = 1;
1531
1532         return inactive * inactive_ratio < active;
1533 }
1534
1535 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1536         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1537
1538 /**
1539  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1540  * @memcg: the memory cgroup
1541  *
1542  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1543  * pages.
1544  */
1545 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1546 {
1547         unsigned long long margin;
1548
1549         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1550         if (do_swap_account)
1551                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1552         return margin >> PAGE_SHIFT;
1553 }
1554
1555 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1556 {
1557         /* root ? */
1558         if (!css_parent(&memcg->css))
1559                 return vm_swappiness;
1560
1561         return memcg->swappiness;
1562 }
1563
1564 /*
1565  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1566  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1567  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1568  * rcu_read_lock(), like this:
1569  *
1570  *         CPU-A                                    CPU-B
1571  *                                              rcu_read_lock()
1572  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1573  *                                                   take heavy locks.
1574  *         synchronize_rcu()                    update something.
1575  *                                              rcu_read_unlock()
1576  *         start move here.
1577  */
1578
1579 /* for quick checking without looking up memcg */
1580 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1581
1582 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1583 {
1584         atomic_inc(&memcg_moving);
1585         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1586         synchronize_rcu();
1587 }
1588
1589 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1590 {
1591         /*
1592          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1593          * We check NULL in callee rather than caller.
1594          */
1595         if (memcg) {
1596                 atomic_dec(&memcg_moving);
1597                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1598         }
1599 }
1600
1601 /*
1602  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1603  *
1604  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1605  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1606  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1607  *
1608  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1609  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1610  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1611  */
1612
1613 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1614 {
1615         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1616         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1617 }
1618
1619 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1620 {
1621         struct mem_cgroup *from;
1622         struct mem_cgroup *to;
1623         bool ret = false;
1624         /*
1625          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1626          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1627          */
1628         spin_lock(&mc.lock);
1629         from = mc.from;
1630         to = mc.to;
1631         if (!from)
1632                 goto unlock;
1633
1634         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1635                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1636 unlock:
1637         spin_unlock(&mc.lock);
1638         return ret;
1639 }
1640
1641 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1642 {
1643         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1644                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1645                         DEFINE_WAIT(wait);
1646                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1647                         /* moving charge context might have finished. */
1648                         if (mc.moving_task)
1649                                 schedule();
1650                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1651                         return true;
1652                 }
1653         }
1654         return false;
1655 }
1656
1657 /*
1658  * Take this lock when
1659  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1660  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1661  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1662  */
1663 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1664                                   unsigned long *flags)
1665 {
1666         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1667 }
1668
1669 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1670                                 unsigned long *flags)
1671 {
1672         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1673 }
1674
1675 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1676 /**
1677  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1678  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1679  * @p: Task that is going to be killed
1680  *
1681  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1682  * enabled
1683  */
1684 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1685 {
1686         /*
1687          * protects memcg_name and makes sure that parallel ooms do not
1688          * interleave
1689          */
1690         static DEFINE_SPINLOCK(oom_info_lock);
1691         struct cgroup *task_cgrp;
1692         struct cgroup *mem_cgrp;
1693         static char memcg_name[PATH_MAX];
1694         int ret;
1695         struct mem_cgroup *iter;
1696         unsigned int i;
1697
1698         if (!p)
1699                 return;
1700
1701         spin_lock(&oom_info_lock);
1702         rcu_read_lock();
1703
1704         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1705         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1706
1707         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1708         if (ret < 0) {
1709                 /*
1710                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1711                  * But we'll still print out the usage information
1712                  */
1713                 rcu_read_unlock();
1714                 goto done;
1715         }
1716         rcu_read_unlock();
1717
1718         pr_info("Task in %s killed", memcg_name);
1719
1720         rcu_read_lock();
1721         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1722         if (ret < 0) {
1723                 rcu_read_unlock();
1724                 goto done;
1725         }
1726         rcu_read_unlock();
1727
1728         /*
1729          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1730          */
1731         pr_cont(" as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1732 done:
1733
1734         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1735                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1736                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1737                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1738         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1739                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1740                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1741                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1742         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1743                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) >> 10,
1744                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_LIMIT) >> 10,
1745                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_FAILCNT));
1746
1747         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1748                 pr_info("Memory cgroup stats");
1749
1750                 rcu_read_lock();
1751                 ret = cgroup_path(iter->css.cgroup, memcg_name, PATH_MAX);
1752                 if (!ret)
1753                         pr_cont(" for %s", memcg_name);
1754                 rcu_read_unlock();
1755                 pr_cont(":");
1756
1757                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1758                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1759                                 continue;
1760                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1761                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1762                 }
1763
1764                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1765                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1766                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1767
1768                 pr_cont("\n");
1769         }
1770         spin_unlock(&oom_info_lock);
1771 }
1772
1773 /*
1774  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1775  * 1(self count) if no children.
1776  */
1777 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1778 {
1779         int num = 0;
1780         struct mem_cgroup *iter;
1781
1782         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1783                 num++;
1784         return num;
1785 }
1786
1787 /*
1788  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1789  */
1790 static u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1791 {
1792         u64 limit;
1793
1794         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1795
1796         /*
1797          * Do not consider swap space if we cannot swap due to swappiness
1798          */
1799         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1800                 u64 memsw;
1801
1802                 limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1803                 memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1804
1805                 /*
1806                  * If memsw is finite and limits the amount of swap space
1807                  * available to this memcg, return that limit.
1808                  */
1809                 limit = min(limit, memsw);
1810         }
1811
1812         return limit;
1813 }
1814
1815 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1816                                      int order)
1817 {
1818         struct mem_cgroup *iter;
1819         unsigned long chosen_points = 0;
1820         unsigned long totalpages;
1821         unsigned int points = 0;
1822         struct task_struct *chosen = NULL;
1823
1824         /*
1825          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1826          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1827          * quickly exit and free its memory.
1828          */
1829         if (fatal_signal_pending(current) || current->flags & PF_EXITING) {
1830                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1831                 return;
1832         }
1833
1834         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1835         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) >> PAGE_SHIFT ? : 1;
1836         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1837                 struct css_task_iter it;
1838                 struct task_struct *task;
1839
1840                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
1841                 while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1842                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1843                                                         false)) {
1844                         case OOM_SCAN_SELECT:
1845                                 if (chosen)
1846                                         put_task_struct(chosen);
1847                                 chosen = task;
1848                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1849                                 get_task_struct(chosen);
1850                                 /* fall through */
1851                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1852                                 continue;
1853                         case OOM_SCAN_ABORT:
1854                                 css_task_iter_end(&it);
1855                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1856                                 if (chosen)
1857                                         put_task_struct(chosen);
1858                                 return;
1859                         case OOM_SCAN_OK:
1860                                 break;
1861                         };
1862                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1863                         if (!points || points < chosen_points)
1864                                 continue;
1865                         /* Prefer thread group leaders for display purposes */
1866                         if (points == chosen_points &&
1867                             thread_group_leader(chosen))
1868                                 continue;
1869
1870                         if (chosen)
1871                                 put_task_struct(chosen);
1872                         chosen = task;
1873                         chosen_points = points;
1874                         get_task_struct(chosen);
1875                 }
1876                 css_task_iter_end(&it);
1877         }
1878
1879         if (!chosen)
1880                 return;
1881         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1882         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1883                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1884 }
1885
1886 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1887                                         gfp_t gfp_mask,
1888                                         unsigned long flags)
1889 {
1890         unsigned long total = 0;
1891         bool noswap = false;
1892         int loop;
1893
1894         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1895                 noswap = true;
1896         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1897                 noswap = true;
1898
1899         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1900                 if (loop)
1901                         drain_all_stock_async(memcg);
1902                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1903                 /*
1904                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1905                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1906                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1907                  */
1908                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1909                         break;
1910                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1911                         break;
1912                 /*
1913                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1914                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1915                  */
1916                 if (loop && !total)
1917                         break;
1918         }
1919         return total;
1920 }
1921
1922 /**
1923  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1924  * @memcg: the target memcg
1925  * @nid: the node ID to be checked.
1926  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1927  *
1928  * This function returns whether the specified memcg contains any
1929  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1930  * pages in the node.
1931  */
1932 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1933                 int nid, bool noswap)
1934 {
1935         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1936                 return true;
1937         if (noswap || !total_swap_pages)
1938                 return false;
1939         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1940                 return true;
1941         return false;
1942
1943 }
1944 #if MAX_NUMNODES > 1
1945
1946 /*
1947  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1948  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1949  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1950  *
1951  */
1952 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1953 {
1954         int nid;
1955         /*
1956          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1957          * pagein/pageout changes since the last update.
1958          */
1959         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1960                 return;
1961         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1962                 return;
1963
1964         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1965         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1966
1967         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1968
1969                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1970                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1971         }
1972
1973         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1974         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1975 }
1976
1977 /*
1978  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1979  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1980  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1981  *
1982  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1983  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1984  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1985  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1986  *
1987  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1988  */
1989 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1990 {
1991         int node;
1992
1993         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1994         node = memcg->last_scanned_node;
1995
1996         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1997         if (node == MAX_NUMNODES)
1998                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1999         /*
2000          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
2001          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
2002          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
2003          * we use curret node.
2004          */
2005         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
2006                 node = numa_node_id();
2007
2008         memcg->last_scanned_node = node;
2009         return node;
2010 }
2011
2012 /*
2013  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
2014  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
2015  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
2016  * enough new information. We need to do double check.
2017  */
2018 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
2019 {
2020         int nid;
2021
2022         /*
2023          * quick check...making use of scan_node.
2024          * We can skip unused nodes.
2025          */
2026         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
2027                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
2028                      nid < MAX_NUMNODES;
2029                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
2030
2031                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
2032                                 return true;
2033                 }
2034         }
2035         /*
2036          * Check rest of nodes.
2037          */
2038         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2039                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
2040                         continue;
2041                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
2042                         return true;
2043         }
2044         return false;
2045 }
2046
2047 #else
2048 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
2049 {
2050         return 0;
2051 }
2052
2053 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
2054 {
2055         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
2056 }
2057 #endif
2058
2059 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
2060                                    struct zone *zone,
2061                                    gfp_t gfp_mask,
2062                                    unsigned long *total_scanned)
2063 {
2064         struct mem_cgroup *victim = NULL;
2065         int total = 0;
2066         int loop = 0;
2067         unsigned long excess;
2068         unsigned long nr_scanned;
2069         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
2070                 .zone = zone,
2071                 .priority = 0,
2072         };
2073
2074         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
2075
2076         while (1) {
2077                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
2078                 if (!victim) {
2079                         loop++;
2080                         if (loop >= 2) {
2081                                 /*
2082                                  * If we have not been able to reclaim
2083                                  * anything, it might because there are
2084                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
2085                                  */
2086                                 if (!total)
2087                                         break;
2088                                 /*
2089                                  * We want to do more targeted reclaim.
2090                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
2091                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
2092                                  * coming back to reclaim from this cgroup
2093                                  */
2094                                 if (total >= (excess >> 2) ||
2095                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
2096                                         break;
2097                         }
2098                         continue;
2099                 }
2100                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
2101                         continue;
2102                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
2103                                                      zone, &nr_scanned);
2104                 *total_scanned += nr_scanned;
2105                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
2106                         break;
2107         }
2108         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
2109         return total;
2110 }
2111
2112 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
2113 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
2114         .name = "memcg_oom_lock",
2115 };
2116 #endif
2117
2118 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
2119
2120 /*
2121  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
2122  * If someone is running, return false.
2123  */
2124 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
2125 {
2126         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
2127
2128         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2129
2130         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2131                 if (iter->oom_lock) {
2132                         /*
2133                          * this subtree of our hierarchy is already locked
2134                          * so we cannot give a lock.
2135                          */
2136                         failed = iter;
2137                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2138                         break;
2139                 } else
2140                         iter->oom_lock = true;
2141         }
2142
2143         if (failed) {
2144                 /*
2145                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
2146                  * to clean up what we set up to the failing subtree
2147                  */
2148                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2149                         if (iter == failed) {
2150                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2151                                 break;
2152                         }
2153                         iter->oom_lock = false;
2154                 }
2155         } else
2156                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
2157
2158         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2159
2160         return !failed;
2161 }
2162
2163 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
2164 {
2165         struct mem_cgroup *iter;
2166
2167         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2168         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
2169         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2170                 iter->oom_lock = false;
2171         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2172 }
2173
2174 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2175 {
2176         struct mem_cgroup *iter;
2177
2178         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2179                 atomic_inc(&iter->under_oom);
2180 }
2181
2182 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2183 {
2184         struct mem_cgroup *iter;
2185
2186         /*
2187          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
2188          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
2189          * atomic_add_unless() here.
2190          */
2191         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2192                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
2193 }
2194
2195 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
2196
2197 struct oom_wait_info {
2198         struct mem_cgroup *memcg;
2199         wait_queue_t    wait;
2200 };
2201
2202 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
2203         unsigned mode, int sync, void *arg)
2204 {
2205         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
2206         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
2207         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
2208
2209         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
2210         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
2211
2212         /*
2213          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
2214          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
2215          */
2216         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
2217                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
2218                 return 0;
2219         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
2220 }
2221
2222 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2223 {
2224         atomic_inc(&memcg->oom_wakeups);
2225         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
2226         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
2227 }
2228
2229 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
2230 {
2231         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
2232                 memcg_wakeup_oom(memcg);
2233 }
2234
2235 static void mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
2236 {
2237         if (!current->memcg_oom.may_oom)
2238                 return;
2239         /*
2240          * We are in the middle of the charge context here, so we
2241          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
2242          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
2243          *
2244          * Also, the caller may handle a failed allocation gracefully
2245          * (like optional page cache readahead) and so an OOM killer
2246          * invocation might not even be necessary.
2247          *
2248          * That's why we don't do anything here except remember the
2249          * OOM context and then deal with it at the end of the page
2250          * fault when the stack is unwound, the locks are released,
2251          * and when we know whether the fault was overall successful.
2252          */
2253         css_get(&memcg->css);
2254         current->memcg_oom.memcg = memcg;
2255         current->memcg_oom.gfp_mask = mask;
2256         current->memcg_oom.order = order;
2257 }
2258
2259 /**
2260  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
2261  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
2262  *
2263  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
2264  * handler was enabled.
2265  *
2266  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
2267  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
2268  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
2269  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
2270  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
2271  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
2272  *
2273  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
2274  * completed, %false otherwise.
2275  */
2276 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
2277 {
2278         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_oom.memcg;
2279         struct oom_wait_info owait;
2280         bool locked;
2281
2282         /* OOM is global, do not handle */
2283         if (!memcg)
2284                 return false;
2285
2286         if (!handle)
2287                 goto cleanup;
2288
2289         owait.memcg = memcg;
2290         owait.wait.flags = 0;
2291         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2292         owait.wait.private = current;
2293         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
2294
2295         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2296         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2297
2298         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
2299
2300         if (locked)
2301                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2302
2303         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
2304                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2305                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2306                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom.gfp_mask,
2307                                          current->memcg_oom.order);
2308         } else {
2309                 schedule();
2310                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2311                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2312         }
2313
2314         if (locked) {
2315                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2316                 /*
2317                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
2318                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
2319                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
2320                  */
2321                 memcg_oom_recover(memcg);
2322         }
2323 cleanup:
2324         current->memcg_oom.memcg = NULL;
2325         css_put(&memcg->css);
2326         return true;
2327 }
2328
2329 /*
2330  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
2331  * generalized to update other statistics as well.
2332  *
2333  * Notes: Race condition
2334  *
2335  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
2336  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
2337  * to do so _always_.
2338  *
2339  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
2340  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
2341  * are no race with "charge".
2342  *
2343  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
2344  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
2345  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
2346  * by flags.
2347  *
2348  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
2349  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
2350  * If there is, we take a lock.
2351  */
2352
2353 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
2354                                 bool *locked, unsigned long *flags)
2355 {
2356         struct mem_cgroup *memcg;
2357         struct page_cgroup *pc;
2358
2359         pc = lookup_page_cgroup(page);
2360 again:
2361         memcg = pc->mem_cgroup;
2362         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2363                 return;
2364         /*
2365          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
2366          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
2367          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
2368          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
2369          */
2370         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
2371                 return;
2372
2373         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2374         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2375                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2376                 goto again;
2377         }
2378         *locked = true;
2379 }
2380
2381 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
2382 {
2383         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2384
2385         /*
2386          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
2387          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
2388          * should take move_lock_mem_cgroup().
2389          */
2390         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
2391 }
2392
2393 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
2394                                  enum mem_cgroup_stat_index idx, int val)
2395 {
2396         struct mem_cgroup *memcg;
2397         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2398         unsigned long uninitialized_var(flags);
2399
2400         if (mem_cgroup_disabled())
2401                 return;
2402
2403         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
2404         memcg = pc->mem_cgroup;
2405         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2406                 return;
2407
2408         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2409 }
2410
2411 /*
2412  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2413  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2414  */
2415 #define CHARGE_BATCH    32U
2416 struct memcg_stock_pcp {
2417         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2418         unsigned int nr_pages;
2419         struct work_struct work;
2420         unsigned long flags;
2421 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2422 };
2423 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2424 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2425
2426 /**
2427  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2428  * @memcg: memcg to consume from.
2429  * @nr_pages: how many pages to charge.
2430  *
2431  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2432  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2433  * service an allocation will refill the stock.
2434  *
2435  * returns true if successful, false otherwise.
2436  */
2437 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2438 {
2439         struct memcg_stock_pcp *stock;
2440         bool ret = true;
2441
2442         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2443                 return false;
2444
2445         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2446         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages)
2447                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2448         else /* need to call res_counter_charge */
2449                 ret = false;
2450         put_cpu_var(memcg_stock);
2451         return ret;
2452 }
2453
2454 /*
2455  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2456  */
2457 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2458 {
2459         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2460
2461         if (stock->nr_pages) {
2462                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2463
2464                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2465                 if (do_swap_account)
2466                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2467                 stock->nr_pages = 0;
2468         }
2469         stock->cached = NULL;
2470 }
2471
2472 /*
2473  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2474  * a thread which is pinned to local cpu.
2475  */
2476 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2477 {
2478         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2479         drain_stock(stock);
2480         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2481 }
2482
2483 static void __init memcg_stock_init(void)
2484 {
2485         int cpu;
2486
2487         for_each_possible_cpu(cpu) {
2488                 struct memcg_stock_pcp *stock =
2489                                         &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2490                 INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
2491         }
2492 }
2493
2494 /*
2495  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2496  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2497  */
2498 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2499 {
2500         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2501
2502         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2503                 drain_stock(stock);
2504                 stock->cached = memcg;
2505         }
2506         stock->nr_pages += nr_pages;
2507         put_cpu_var(memcg_stock);
2508 }
2509
2510 /*
2511  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2512  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2513  * until the work is done.
2514  */
2515 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2516 {
2517         int cpu, curcpu;
2518
2519         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2520         get_online_cpus();
2521         curcpu = get_cpu();
2522         for_each_online_cpu(cpu) {
2523                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2524                 struct mem_cgroup *memcg;
2525
2526                 memcg = stock->cached;
2527                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2528                         continue;
2529                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2530                         continue;
2531                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2532                         if (cpu == curcpu)
2533                                 drain_local_stock(&stock->work);
2534                         else
2535                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2536                 }
2537         }
2538         put_cpu();
2539
2540         if (!sync)
2541                 goto out;
2542
2543         for_each_online_cpu(cpu) {
2544                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2545                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2546                         flush_work(&stock->work);
2547         }
2548 out:
2549         put_online_cpus();
2550 }
2551
2552 /*
2553  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2554  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2555  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2556  * it.
2557  */
2558 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2559 {
2560         /*
2561          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2562          */
2563         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2564                 return;
2565         drain_all_stock(root_memcg, false);
2566         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2567 }
2568
2569 /* This is a synchronous drain interface. */
2570 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2571 {
2572         /* called when force_empty is called */
2573         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2574         drain_all_stock(root_memcg, true);
2575         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2576 }
2577
2578 /*
2579  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2580  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2581  */
2582 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2583 {
2584         int i;
2585
2586         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2587         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2588                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2589
2590                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2591                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2592         }
2593         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2594                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2595
2596                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2597                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2598         }
2599         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2600 }
2601
2602 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2603                                         unsigned long action,
2604                                         void *hcpu)
2605 {
2606         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2607         struct memcg_stock_pcp *stock;
2608         struct mem_cgroup *iter;
2609
2610         if (action == CPU_ONLINE)
2611                 return NOTIFY_OK;
2612
2613         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2614                 return NOTIFY_OK;
2615
2616         for_each_mem_cgroup(iter)
2617                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2618
2619         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2620         drain_stock(stock);
2621         return NOTIFY_OK;
2622 }
2623
2624
2625 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2626 enum {
2627         CHARGE_OK,              /* success */
2628         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2629         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2630         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2631 };
2632
2633 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2634                                 unsigned int nr_pages, unsigned int min_pages,
2635                                 bool invoke_oom)
2636 {
2637         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2638         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2639         struct res_counter *fail_res;
2640         unsigned long flags = 0;
2641         int ret;
2642
2643         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2644
2645         if (likely(!ret)) {
2646                 if (!do_swap_account)
2647                         return CHARGE_OK;
2648                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2649                 if (likely(!ret))
2650                         return CHARGE_OK;
2651
2652                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2653                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2654                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2655         } else
2656                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2657         /*
2658          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2659          * single page instead.
2660          */
2661         if (nr_pages > min_pages)
2662                 return CHARGE_RETRY;
2663
2664         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2665                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2666
2667         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2668                 return CHARGE_NOMEM;
2669
2670         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2671         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2672                 return CHARGE_RETRY;
2673         /*
2674          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2675          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2676          * before killing the task.
2677          *
2678          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2679          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2680          * to regular pages anyway in case of failure.
2681          */
2682         if (nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) && ret)
2683                 return CHARGE_RETRY;
2684
2685         /*
2686          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2687          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2688          */
2689         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2690                 return CHARGE_RETRY;
2691
2692         if (invoke_oom)
2693                 mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize));
2694
2695         return CHARGE_NOMEM;
2696 }
2697
2698 /*
2699  * __mem_cgroup_try_charge() does
2700  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2701  * 2. update res_counter
2702  * 3. call memory reclaim if necessary.
2703  *
2704  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2705  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2706  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2707  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2708  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2709  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2710  *
2711  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2712  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2713  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2714  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2715  *
2716  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2717  * the oom-killer can be invoked.
2718  */
2719 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2720                                    gfp_t gfp_mask,
2721                                    unsigned int nr_pages,
2722                                    struct mem_cgroup **ptr,
2723                                    bool oom)
2724 {
2725         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2726         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2727         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2728         int ret;
2729
2730         /*
2731          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2732          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2733          * MEMDIE process.
2734          */
2735         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2736                      || fatal_signal_pending(current)))
2737                 goto bypass;
2738
2739         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2740                 goto nomem;
2741
2742         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2743                 oom = false;
2744
2745         /*
2746          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2747          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2748          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2749          * set, if so charge the root memcg (happens for pagecache usage).
2750          */
2751         if (!*ptr && !mm)
2752                 *ptr = root_mem_cgroup;
2753 again:
2754         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2755                 memcg = *ptr;
2756                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2757                         goto done;
2758                 if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2759                         goto done;
2760                 css_get(&memcg->css);
2761         } else {
2762                 struct task_struct *p;
2763
2764                 rcu_read_lock();
2765                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2766                 /*
2767                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2768                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2769                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2770                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2771                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2772                  * small race, here.
2773                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2774                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2775                  */
2776                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2777                 if (!memcg)
2778                         memcg = root_mem_cgroup;
2779                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2780                         rcu_read_unlock();
2781                         goto done;
2782                 }
2783                 if (consume_stock(memcg, nr_pages)) {
2784                         /*
2785                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2786                          * But considering how consume_stok works, it's not
2787                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2788                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2789                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2790                          * calling consume_stock().
2791                          */
2792                         rcu_read_unlock();
2793                         goto done;
2794                 }
2795                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2796                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2797                         rcu_read_unlock();
2798                         goto again;
2799                 }
2800                 rcu_read_unlock();
2801         }
2802
2803         do {
2804                 bool invoke_oom = oom && !nr_oom_retries;
2805
2806                 /* If killed, bypass charge */
2807                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2808                         css_put(&memcg->css);
2809                         goto bypass;
2810                 }
2811
2812                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch,
2813                                            nr_pages, invoke_oom);
2814                 switch (ret) {
2815                 case CHARGE_OK:
2816                         break;
2817                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2818                         batch = nr_pages;
2819                         css_put(&memcg->css);
2820                         memcg = NULL;
2821                         goto again;
2822                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2823                         css_put(&memcg->css);
2824                         goto nomem;
2825                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2826                         if (!oom || invoke_oom) {
2827                                 css_put(&memcg->css);
2828                                 goto nomem;
2829                         }
2830                         nr_oom_retries--;
2831                         break;
2832                 }
2833         } while (ret != CHARGE_OK);
2834
2835         if (batch > nr_pages)
2836                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2837         css_put(&memcg->css);
2838 done:
2839         *ptr = memcg;
2840         return 0;
2841 nomem:
2842         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL)) {
2843                 *ptr = NULL;
2844                 return -ENOMEM;
2845         }
2846 bypass:
2847         *ptr = root_mem_cgroup;
2848         return -EINTR;
2849 }
2850
2851 /*
2852  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2853  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2854  * gotten by try_charge().
2855  */
2856 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2857                                        unsigned int nr_pages)
2858 {
2859         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2860                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2861
2862                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2863                 if (do_swap_account)
2864                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2865         }
2866 }
2867
2868 /*
2869  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2870  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2871  */
2872 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2873                                         unsigned int nr_pages)
2874 {
2875         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2876
2877         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2878                 return;
2879
2880         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2881         if (do_swap_account)
2882                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2883                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2884 }
2885
2886 /*
2887  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2888  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling css_tryget if
2889  * the mem_cgroup is used for charging. (dropping refcnt from swap can be
2890  * called against removed memcg.)
2891  */
2892 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2893 {
2894         /* ID 0 is unused ID */
2895         if (!id)
2896                 return NULL;
2897         return mem_cgroup_from_id(id);
2898 }
2899
2900 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2901 {
2902         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2903         struct page_cgroup *pc;
2904         unsigned short id;
2905         swp_entry_t ent;
2906
2907         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
2908
2909         pc = lookup_page_cgroup(page);
2910         lock_page_cgroup(pc);
2911         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2912                 memcg = pc->mem_cgroup;
2913                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2914                         memcg = NULL;
2915         } else if (PageSwapCache(page)) {
2916                 ent.val = page_private(page);
2917                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2918                 rcu_read_lock();
2919                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2920                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2921                         memcg = NULL;
2922                 rcu_read_unlock();
2923         }
2924         unlock_page_cgroup(pc);
2925         return memcg;
2926 }
2927
2928 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2929                                        struct page *page,
2930                                        unsigned int nr_pages,
2931                                        enum charge_type ctype,
2932                                        bool lrucare)
2933 {
2934         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2935         struct zone *uninitialized_var(zone);
2936         struct lruvec *lruvec;
2937         bool was_on_lru = false;
2938         bool anon;
2939
2940         lock_page_cgroup(pc);
2941         VM_BUG_ON_PAGE(PageCgroupUsed(pc), page);
2942         /*
2943          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2944          * accessed by any other context at this point.
2945          */
2946
2947         /*
2948          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2949          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2950          */
2951         if (lrucare) {
2952                 zone = page_zone(page);
2953                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2954                 if (PageLRU(page)) {
2955                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2956                         ClearPageLRU(page);
2957                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2958                         was_on_lru = true;
2959                 }
2960         }
2961
2962         pc->mem_cgroup = memcg;
2963         /*
2964          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2965          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2966          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2967          * before USED bit, we need memory barrier here.
2968          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2969          */
2970         smp_wmb();
2971         SetPageCgroupUsed(pc);
2972
2973         if (lrucare) {
2974                 if (was_on_lru) {
2975                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2976                         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2977                         SetPageLRU(page);
2978                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2979                 }
2980                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2981         }
2982
2983         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON)
2984                 anon = true;
2985         else
2986                 anon = false;
2987
2988         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, nr_pages);
2989         unlock_page_cgroup(pc);
2990
2991         /*
2992          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2993          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2994          * if they exceeds softlimit.
2995          */
2996         memcg_check_events(memcg, page);
2997 }
2998
2999 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
3000
3001 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3002 static DEFINE_MUTEX(activate_kmem_mutex);
3003
3004 static inline bool memcg_can_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3005 {
3006         return !mem_cgroup_disabled() && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
3007                 memcg_kmem_is_active(memcg);
3008 }
3009
3010 /*
3011  * This is a bit cumbersome, but it is rarely used and avoids a backpointer
3012  * in the memcg_cache_params struct.
3013  */
3014 static struct kmem_cache *memcg_params_to_cache(struct memcg_cache_params *p)
3015 {
3016         struct kmem_cache *cachep;
3017
3018         VM_BUG_ON(p->is_root_cache);
3019         cachep = p->root_cache;
3020         return cache_from_memcg_idx(cachep, memcg_cache_id(p->memcg));
3021 }
3022
3023 #ifdef CONFIG_SLABINFO
3024 static int mem_cgroup_slabinfo_read(struct seq_file *m, void *v)
3025 {
3026         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3027         struct memcg_cache_params *params;
3028
3029         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
3030                 return -EIO;
3031
3032         print_slabinfo_header(m);
3033
3034         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3035         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list)
3036                 cache_show(memcg_params_to_cache(params), m);
3037         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3038
3039         return 0;
3040 }
3041 #endif
3042
3043 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp, u64 size)
3044 {
3045         struct res_counter *fail_res;
3046         struct mem_cgroup *_memcg;
3047         int ret = 0;
3048
3049         ret = res_counter_charge(&memcg->kmem, size, &fail_res);
3050         if (ret)
3051                 return ret;
3052
3053         _memcg = memcg;
3054         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp, size >> PAGE_SHIFT,
3055                                       &_memcg, oom_gfp_allowed(gfp));
3056
3057         if (ret == -EINTR)  {
3058                 /*
3059                  * __mem_cgroup_try_charge() chosed to bypass to root due to
3060                  * OOM kill or fatal signal.  Since our only options are to
3061                  * either fail the allocation or charge it to this cgroup, do
3062                  * it as a temporary condition. But we can't fail. From a
3063                  * kmem/slab perspective, the cache has already been selected,
3064                  * by mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
3065                  * our minds.
3066                  *
3067                  * This condition will only trigger if the task entered
3068                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed during
3069                  * __mem_cgroup_try_charge() above. Tasks that were already
3070                  * dying when the allocation triggers should have been already
3071                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
3072                  */
3073                 res_counter_charge_nofail(&memcg->res, size, &fail_res);
3074                 if (do_swap_account)
3075                         res_counter_charge_nofail(&memcg->memsw, size,
3076                                                   &fail_res);
3077                 ret = 0;
3078         } else if (ret)
3079                 res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size);
3080
3081         return ret;
3082 }
3083
3084 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, u64 size)
3085 {
3086         res_counter_uncharge(&memcg->res, size);
3087         if (do_swap_account)
3088                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, size);
3089
3090         /* Not down to 0 */
3091         if (res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size))
3092                 return;
3093
3094         /*
3095          * Releases a reference taken in kmem_cgroup_css_offline in case
3096          * this last uncharge is racing with the offlining code or it is
3097          * outliving the memcg existence.
3098          *
3099          * The memory barrier imposed by test&clear is paired with the
3100          * explicit one in memcg_kmem_mark_dead().
3101          */
3102         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
3103                 css_put(&memcg->css);
3104 }
3105
3106 /*
3107  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
3108  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
3109  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
3110  */
3111 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
3112 {
3113         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
3114 }
3115
3116 static size_t memcg_caches_array_size(int num_groups)
3117 {
3118         ssize_t size;
3119         if (num_groups <= 0)
3120                 return 0;
3121
3122         size = 2 * num_groups;
3123         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
3124                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
3125         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
3126                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
3127
3128         return size;
3129 }
3130
3131 /*
3132  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
3133  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
3134  * calling this.
3135  */
3136 void memcg_update_array_size(int num)
3137 {
3138         if (num > memcg_limited_groups_array_size)
3139                 memcg_limited_groups_array_size = memcg_caches_array_size(num);
3140 }
3141
3142 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w);
3143
3144 int memcg_update_cache_size(struct kmem_cache *s, int num_groups)
3145 {
3146         struct memcg_cache_params *cur_params = s->memcg_params;
3147
3148         VM_BUG_ON(!is_root_cache(s));
3149
3150         if (num_groups > memcg_limited_groups_array_size) {
3151                 int i;
3152                 struct memcg_cache_params *new_params;
3153                 ssize_t size = memcg_caches_array_size(num_groups);
3154
3155                 size *= sizeof(void *);
3156                 size += offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
3157
3158                 new_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3159                 if (!new_params)
3160                         return -ENOMEM;
3161
3162                 new_params->is_root_cache = true;
3163
3164                 /*
3165                  * There is the chance it will be bigger than
3166                  * memcg_limited_groups_array_size, if we failed an allocation
3167                  * in a cache, in which case all caches updated before it, will
3168                  * have a bigger array.
3169                  *
3170                  * But if that is the case, the data after
3171                  * memcg_limited_groups_array_size is certainly unused
3172                  */
3173                 for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3174                         if (!cur_params->memcg_caches[i])
3175                                 continue;
3176                         new_params->memcg_caches[i] =
3177                                                 cur_params->memcg_caches[i];
3178                 }
3179
3180                 /*
3181                  * Ideally, we would wait until all caches succeed, and only
3182                  * then free the old one. But this is not worth the extra
3183                  * pointer per-cache we'd have to have for this.
3184                  *
3185                  * It is not a big deal if some caches are left with a size
3186                  * bigger than the others. And all updates will reset this
3187                  * anyway.
3188                  */
3189                 rcu_assign_pointer(s->memcg_params, new_params);
3190                 if (cur_params)
3191                         kfree_rcu(cur_params, rcu_head);
3192         }
3193         return 0;
3194 }
3195
3196 int memcg_alloc_cache_params(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s,
3197                              struct kmem_cache *root_cache)
3198 {
3199         size_t size;
3200
3201         if (!memcg_kmem_enabled())
3202                 return 0;
3203
3204         if (!memcg) {
3205                 size = offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
3206                 size += memcg_limited_groups_array_size * sizeof(void *);
3207         } else
3208                 size = sizeof(struct memcg_cache_params);
3209
3210         s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3211         if (!s->memcg_params)
3212                 return -ENOMEM;
3213
3214         if (memcg) {
3215                 s->memcg_params->memcg = memcg;
3216                 s->memcg_params->root_cache = root_cache;
3217                 INIT_WORK(&s->memcg_params->destroy,
3218                                 kmem_cache_destroy_work_func);
3219         } else
3220                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3221
3222         return 0;
3223 }
3224
3225 void memcg_free_cache_params(struct kmem_cache *s)
3226 {
3227         kfree(s->memcg_params);
3228 }
3229
3230 void memcg_register_cache(struct kmem_cache *s)
3231 {
3232         struct kmem_cache *root;
3233         struct mem_cgroup *memcg;
3234         int id;
3235
3236         if (is_root_cache(s))
3237                 return;
3238
3239         /*
3240          * Holding the slab_mutex assures nobody will touch the memcg_caches
3241          * array while we are modifying it.
3242          */
3243         lockdep_assert_held(&slab_mutex);
3244
3245         root = s->memcg_params->root_cache;
3246         memcg = s->memcg_params->memcg;
3247         id = memcg_cache_id(memcg);
3248
3249         css_get(&memcg->css);
3250
3251
3252         /*
3253          * Since readers won't lock (see cache_from_memcg_idx()), we need a
3254          * barrier here to ensure nobody will see the kmem_cache partially
3255          * initialized.
3256          */
3257         smp_wmb();
3258
3259         /*
3260          * Initialize the pointer to this cache in its parent's memcg_params
3261          * before adding it to the memcg_slab_caches list, otherwise we can
3262          * fail to convert memcg_params_to_cache() while traversing the list.
3263          */
3264         VM_BUG_ON(root->memcg_params->memcg_caches[id]);
3265         root->memcg_params->memcg_caches[id] = s;
3266
3267         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3268         list_add(&s->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
3269         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3270 }
3271
3272 void memcg_unregister_cache(struct kmem_cache *s)
3273 {
3274         struct kmem_cache *root;
3275         struct mem_cgroup *memcg;
3276         int id;
3277
3278         if (is_root_cache(s))
3279                 return;
3280
3281         /*
3282          * Holding the slab_mutex assures nobody will touch the memcg_caches
3283          * array while we are modifying it.
3284          */
3285         lockdep_assert_held(&slab_mutex);
3286
3287         root = s->memcg_params->root_cache;
3288         memcg = s->memcg_params->memcg;
3289         id = memcg_cache_id(memcg);
3290
3291         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3292         list_del(&s->memcg_params->list);
3293         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3294
3295         /*
3296          * Clear the pointer to this cache in its parent's memcg_params only
3297          * after removing it from the memcg_slab_caches list, otherwise we can
3298          * fail to convert memcg_params_to_cache() while traversing the list.
3299          */
3300         VM_BUG_ON(!root->memcg_params->memcg_caches[id]);
3301         root->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
3302
3303         css_put(&memcg->css);
3304 }
3305
3306 /*
3307  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
3308  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
3309  * enqueing new caches to be created.
3310  *
3311  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
3312  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
3313  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
3314  * objects during debug.
3315  *
3316  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
3317  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
3318  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
3319  * cache again, failing at the same point.
3320  *
3321  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
3322  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
3323  * inside the following two functions.
3324  */
3325 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
3326 {
3327         VM_BUG_ON(!current->mm);
3328         current->memcg_kmem_skip_account++;
3329 }
3330
3331 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
3332 {
3333         VM_BUG_ON(!current->mm);
3334         current->memcg_kmem_skip_account--;
3335 }
3336
3337 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w)
3338 {
3339         struct kmem_cache *cachep;
3340         struct memcg_cache_params *p;
3341
3342         p = container_of(w, struct memcg_cache_params, destroy);
3343
3344         cachep = memcg_params_to_cache(p);
3345
3346         /*
3347          * If we get down to 0 after shrink, we could delete right away.
3348          * However, memcg_release_pages() already puts us back in the workqueue
3349          * in that case. If we proceed deleting, we'll get a dangling
3350          * reference, and removing the object from the workqueue in that case
3351          * is unnecessary complication. We are not a fast path.
3352          *
3353          * Note that this case is fundamentally different from racing with
3354          * shrink_slab(): if memcg_cgroup_destroy_cache() is called in
3355          * kmem_cache_shrink, not only we would be reinserting a dead cache
3356          * into the queue, but doing so from inside the worker racing to
3357          * destroy it.
3358          *
3359          * So if we aren't down to zero, we'll just schedule a worker and try
3360          * again
3361          */
3362         if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) != 0)
3363                 kmem_cache_shrink(cachep);
3364         else
3365                 kmem_cache_destroy(cachep);
3366 }
3367
3368 void mem_cgroup_destroy_cache(struct kmem_cache *cachep)
3369 {
3370         if (!cachep->memcg_params->dead)
3371                 return;
3372
3373         /*
3374          * There are many ways in which we can get here.
3375          *
3376          * We can get to a memory-pressure situation while the delayed work is
3377          * still pending to run. The vmscan shrinkers can then release all
3378          * cache memory and get us to destruction. If this is the case, we'll
3379          * be executed twice, which is a bug (the second time will execute over
3380          * bogus data). In this case, cancelling the work should be fine.
3381          *
3382          * But we can also get here from the worker itself, if
3383          * kmem_cache_shrink is enough to shake all the remaining objects and
3384          * get the page count to 0. In this case, we'll deadlock if we try to
3385          * cancel the work (the worker runs with an internal lock held, which
3386          * is the same lock we would hold for cancel_work_sync().)
3387          *
3388          * Since we can't possibly know who got us here, just refrain from
3389          * running if there is already work pending
3390          */
3391         if (work_pending(&cachep->memcg_params->destroy))
3392                 return;
3393         /*
3394          * We have to defer the actual destroying to a workqueue, because
3395          * we might currently be in a context that cannot sleep.
3396          */
3397         schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3398 }
3399
3400 static struct kmem_cache *memcg_create_kmem_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3401                                                   struct kmem_cache *s)
3402 {
3403         struct kmem_cache *new;
3404         static char *tmp_name = NULL;
3405         static DEFINE_MUTEX(mutex);     /* protects tmp_name */
3406
3407         BUG_ON(!memcg_can_account_kmem(memcg));
3408
3409         mutex_lock(&mutex);
3410         /*
3411          * kmem_cache_create_memcg duplicates the given name and
3412          * cgroup_name for this name requires RCU context.
3413          * This static temporary buffer is used to prevent from
3414          * pointless shortliving allocation.
3415          */
3416         if (!tmp_name) {
3417                 tmp_name = kmalloc(PATH_MAX, GFP_KERNEL);
3418                 if (!tmp_name)
3419                         return NULL;
3420         }
3421
3422         rcu_read_lock();
3423         snprintf(tmp_name, PATH_MAX, "%s(%d:%s)", s->name,
3424                          memcg_cache_id(memcg), cgroup_name(memcg->css.cgroup));
3425         rcu_read_unlock();
3426
3427         new = kmem_cache_create_memcg(memcg, tmp_name, s->object_size, s->align,
3428                                       (s->flags & ~SLAB_PANIC), s->ctor, s);
3429
3430         if (new)
3431                 new->allocflags |= __GFP_KMEMCG;
3432         else
3433                 new = s;
3434
3435         mutex_unlock(&mutex);
3436         return new;
3437 }
3438
3439 void kmem_cache_destroy_memcg_children(struct kmem_cache *s)
3440 {
3441         struct kmem_cache *c;
3442         int i;
3443
3444         if (!s->memcg_params)
3445                 return;
3446         if (!s->memcg_params->is_root_cache)
3447                 return;
3448
3449         /*
3450          * If the cache is being destroyed, we trust that there is no one else
3451          * requesting objects from it. Even if there are, the sanity checks in
3452          * kmem_cache_destroy should caught this ill-case.
3453          *
3454          * Still, we don't want anyone else freeing memcg_caches under our
3455          * noses, which can happen if a new memcg comes to life. As usual,
3456          * we'll take the activate_kmem_mutex to protect ourselves against
3457          * this.
3458          */
3459         mutex_lock(&activate_kmem_mutex);
3460         for_each_memcg_cache_index(i) {
3461                 c = cache_from_memcg_idx(s, i);
3462                 if (!c)
3463                         continue;
3464
3465                 /*
3466                  * We will now manually delete the caches, so to avoid races
3467                  * we need to cancel all pending destruction workers and
3468                  * proceed with destruction ourselves.
3469                  *
3470                  * kmem_cache_destroy() will call kmem_cache_shrink internally,
3471                  * and that could spawn the workers again: it is likely that
3472                  * the cache still have active pages until this very moment.
3473                  * This would lead us back to mem_cgroup_destroy_cache.
3474                  *
3475                  * But that will not execute at all if the "dead" flag is not
3476                  * set, so flip it down to guarantee we are in control.
3477                  */
3478                 c->memcg_params->dead = false;
3479                 cancel_work_sync(&c->memcg_params->destroy);
3480                 kmem_cache_destroy(c);
3481         }
3482         mutex_unlock(&activate_kmem_mutex);
3483 }
3484
3485 struct create_work {
3486         struct mem_cgroup *memcg;
3487         struct kmem_cache *cachep;
3488         struct work_struct work;
3489 };
3490
3491 static void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3492 {
3493         struct kmem_cache *cachep;
3494         struct memcg_cache_params *params;
3495
3496         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3497                 return;
3498
3499         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3500         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list) {
3501                 cachep = memcg_params_to_cache(params);
3502                 cachep->memcg_params->dead = true;
3503                 schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3504         }
3505         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3506 }
3507
3508 static void memcg_create_cache_work_func(struct work_struct *w)
3509 {
3510         struct create_work *cw;
3511
3512         cw = container_of(w, struct create_work, work);
3513         memcg_create_kmem_cache(cw->memcg, cw->cachep);
3514         css_put(&cw->memcg->css);
3515         kfree(cw);
3516 }
3517
3518 /*
3519  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
3520  */
3521 static void __memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3522                                          struct kmem_cache *cachep)
3523 {
3524         struct create_work *cw;
3525
3526         cw = kmalloc(sizeof(struct create_work), GFP_NOWAIT);
3527         if (cw == NULL) {
3528                 css_put(&memcg->css);
3529                 return;
3530         }
3531
3532         cw->memcg = memcg;
3533         cw->cachep = cachep;
3534
3535         INIT_WORK(&cw->work, memcg_create_cache_work_func);
3536         schedule_work(&cw->work);
3537 }
3538
3539 static void memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3540                                        struct kmem_cache *cachep)
3541 {
3542         /*
3543          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
3544          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
3545          * in __memcg_create_cache_enqueue will recurse.
3546          *
3547          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
3548          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
3549          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
3550          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
3551          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
3552          */
3553         memcg_stop_kmem_account();
3554         __memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3555         memcg_resume_kmem_account();
3556 }
3557 /*
3558  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
3559  * We try to use the current memcg's version of the cache.
3560  *
3561  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
3562  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
3563  * in a workqueue.
3564  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
3565  * the original cache.
3566  *
3567  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
3568  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
3569  */
3570 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
3571                                           gfp_t gfp)
3572 {
3573         struct mem_cgroup *memcg;
3574         struct kmem_cache *memcg_cachep;
3575
3576         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
3577         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
3578
3579         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3580                 return cachep;
3581
3582         rcu_read_lock();
3583         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
3584
3585         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
3586                 goto out;
3587
3588         memcg_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, memcg_cache_id(memcg));
3589         if (likely(memcg_cachep)) {
3590                 cachep = memcg_cachep;
3591                 goto out;
3592         }
3593
3594         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
3595         if (!css_tryget(&memcg->css))
3596                 goto out;
3597         rcu_read_unlock();
3598
3599         /*
3600          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
3601          * context), we could be be predictable and return right away.
3602          * This would guarantee that the allocation being performed
3603          * already belongs in the new cache.
3604          *
3605          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
3606          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
3607          * kmem_cache_dup, this means no further allocation could happen
3608          * with the slab_mutex held.
3609          *
3610          * Also, because cache creation issue get_online_cpus(), this
3611          * creates a lock chain: memcg_slab_mutex -> cpu_hotplug_mutex,
3612          * that ends up reversed during cpu hotplug. (cpuset allocates
3613          * a bunch of GFP_KERNEL memory during cpuup). Due to all that,
3614          * better to defer everything.
3615          */
3616         memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3617         return cachep;
3618 out:
3619         rcu_read_unlock();
3620         return cachep;
3621 }
3622 EXPORT_SYMBOL(__memcg_kmem_get_cache);
3623
3624 /*
3625  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
3626  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
3627  * need a further commit step to do the final arrangements.
3628  *
3629  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
3630  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
3631  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
3632  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
3633  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
3634  * the compiled-out case as well.
3635  *
3636  * Returning true means the allocation is possible.
3637  */
3638 bool
3639 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
3640 {
3641         struct mem_cgroup *memcg;
3642         int ret;
3643
3644         *_memcg = NULL;
3645
3646         /*
3647          * Disabling accounting is only relevant for some specific memcg
3648          * internal allocations. Therefore we would initially not have such
3649          * check here, since direct calls to the page allocator that are marked
3650          * with GFP_KMEMCG only happen outside memcg core. We are mostly
3651          * concerned with cache allocations, and by having this test at
3652          * memcg_kmem_get_cache, we are already able to relay the allocation to
3653          * the root cache and bypass the memcg cache altogether.
3654          *
3655          * There is one exception, though: the SLUB allocator does not create
3656          * large order caches, but rather service large kmallocs directly from
3657          * the page allocator. Therefore, the following sequence when backed by
3658          * the SLUB allocator:
3659          *
3660          *      memcg_stop_kmem_account();
3661          *      kmalloc(<large_number>)
3662          *      memcg_resume_kmem_account();
3663          *
3664          * would effectively ignore the fact that we should skip accounting,
3665          * since it will drive us directly to this function without passing
3666          * through the cache selector memcg_kmem_get_cache. Such large
3667          * allocations are extremely rare but can happen, for instance, for the
3668          * cache arrays. We bring this test here.
3669          */
3670         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3671                 return true;
3672
3673         memcg = try_get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
3674
3675         /*
3676          * very rare case described in mem_cgroup_from_task. Unfortunately there
3677          * isn't much we can do without complicating this too much, and it would
3678          * be gfp-dependent anyway. Just let it go
3679          */
3680         if (unlikely(!memcg))
3681                 return true;
3682
3683         if (!memcg_can_account_kmem(memcg)) {
3684                 css_put(&memcg->css);
3685                 return true;
3686         }
3687
3688         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, PAGE_SIZE << order);
3689         if (!ret)
3690                 *_memcg = memcg;
3691
3692         css_put(&memcg->css);
3693         return (ret == 0);
3694 }
3695
3696 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3697                               int order)
3698 {
3699         struct page_cgroup *pc;
3700
3701         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3702
3703         /* The page allocation failed. Revert */
3704         if (!page) {
3705                 memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3706                 return;
3707         }
3708
3709         pc = lookup_page_cgroup(page);
3710         lock_page_cgroup(pc);
3711         pc->mem_cgroup = memcg;
3712         SetPageCgroupUsed(pc);
3713         unlock_page_cgroup(pc);
3714 }
3715
3716 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
3717 {
3718         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3719         struct page_cgroup *pc;
3720
3721
3722         pc = lookup_page_cgroup(page);
3723         /*
3724          * Fast unlocked return. Theoretically might have changed, have to
3725          * check again after locking.
3726          */
3727         if (!PageCgroupUsed(pc))
3728                 return;
3729
3730         lock_page_cgroup(pc);
3731         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3732                 memcg = pc->mem_cgroup;
3733                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3734         }
3735         unlock_page_cgroup(pc);
3736
3737         /*
3738          * We trust that only if there is a memcg associated with the page, it
3739          * is a valid allocation
3740          */
3741         if (!memcg)
3742                 return;
3743
3744         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
3745         memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3746 }
3747 #else
3748 static inline void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3749 {
3750 }
3751 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3752
3753 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3754
3755 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
3756 /*
3757  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3758  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
3759  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
3760  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
3761  */
3762 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3763 {
3764         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
3765         struct page_cgroup *pc;
3766         struct mem_cgroup *memcg;
3767         int i;
3768
3769         if (mem_cgroup_disabled())
3770                 return;
3771
3772         memcg = head_pc->mem_cgroup;
3773         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3774                 pc = head_pc + i;
3775                 pc->mem_cgroup = memcg;
3776                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
3777                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
3778         }
3779         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
3780                        HPAGE_PMD_NR);
3781 }
3782 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3783
3784 static inline
3785 void mem_cgroup_move_account_page_stat(struct mem_cgroup *from,
3786                                         struct mem_cgroup *to,
3787                                         unsigned int nr_pages,
3788                                         enum mem_cgroup_stat_index idx)
3789 {
3790         /* Update stat data for mem_cgroup */
3791         preempt_disable();
3792         __this_cpu_sub(from->stat->count[idx], nr_pages);
3793         __this_cpu_add(to->stat->count[idx], nr_pages);
3794         preempt_enable();
3795 }
3796
3797 /**
3798  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3799  * @page: the page
3800  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3801  * @pc: page_cgroup of the page.
3802  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3803  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3804  *
3805  * The caller must confirm following.
3806  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3807  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3808  *
3809  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3810  * from old cgroup.
3811  */
3812 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3813                                    unsigned int nr_pages,
3814                                    struct page_cgroup *pc,
3815                                    struct mem_cgroup *from,
3816                                    struct mem_cgroup *to)
3817 {
3818         unsigned long flags;
3819         int ret;
3820         bool anon = PageAnon(page);
3821
3822         VM_BUG_ON(from == to);
3823         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
3824         /*
3825          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3826          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3827          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3828          * hold it.
3829          */
3830         ret = -EBUSY;
3831         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3832                 goto out;
3833
3834         lock_page_cgroup(pc);
3835
3836         ret = -EINVAL;
3837         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
3838                 goto unlock;
3839
3840         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
3841
3842         if (!anon && page_mapped(page))
3843                 mem_cgroup_move_account_page_stat(from, to, nr_pages,
3844                         MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED);
3845
3846         if (PageWriteback(page))
3847                 mem_cgroup_move_account_page_stat(from, to, nr_pages,
3848                         MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK);
3849
3850         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, anon, -nr_pages);
3851
3852         /* caller should have done css_get */
3853         pc->mem_cgroup = to;
3854         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, anon, nr_pages);
3855         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
3856         ret = 0;
3857 unlock:
3858         unlock_page_cgroup(pc);
3859         /*
3860          * check events
3861          */
3862         memcg_check_events(to, page);
3863         memcg_check_events(from, page);
3864 out:
3865         return ret;
3866 }
3867
3868 /**
3869  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
3870  * @page: the page to move
3871  * @pc: page_cgroup of the page
3872  * @child: page's cgroup
3873  *
3874  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
3875  * parent (aka use_hierarchy==0).
3876  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
3877  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
3878  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
3879  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
3880  * on the next attempt and the call should be retried later.
3881  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
3882  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
3883  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
3884  * LRU or vanish.
3885  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
3886  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
3887  * disappear in the next attempt.
3888  */
3889 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
3890                                   struct page_cgroup *pc,
3891                                   struct mem_cgroup *child)
3892 {
3893         struct mem_cgroup *parent;
3894         unsigned int nr_pages;
3895         unsigned long uninitialized_var(flags);
3896         int ret;
3897
3898         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
3899
3900         ret = -EBUSY;
3901         if (!get_page_unless_zero(page))
3902                 goto out;
3903         if (isolate_lru_page(page))
3904                 goto put;
3905
3906         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
3907
3908         parent = parent_mem_cgroup(child);
3909         /*
3910          * If no parent, move charges to root cgroup.
3911          */
3912         if (!parent)
3913                 parent = root_mem_cgroup;
3914
3915         if (nr_pages > 1) {
3916                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
3917                 flags = compound_lock_irqsave(page);
3918         }
3919
3920         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
3921                                 pc, child, parent);
3922         if (!ret)
3923                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
3924
3925         if (nr_pages > 1)
3926                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
3927         putback_lru_page(page);
3928 put:
3929         put_page(page);
3930 out:
3931         return ret;
3932 }
3933
3934 /*
3935  * Charge the memory controller for page usage.
3936  * Return
3937  * 0 if the charge was successful
3938  * < 0 if the cgroup is over its limit
3939  */
3940 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3941                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
3942 {
3943         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3944         unsigned int nr_pages = 1;
3945         bool oom = true;
3946         int ret;
3947
3948         if (PageTransHuge(page)) {
3949                 nr_pages <<= compound_order(page);
3950                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
3951                 /*
3952                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
3953                  * fault handler will fall back to regular pages.
3954                  */
3955                 oom = false;
3956         }
3957
3958         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
3959         if (ret == -ENOMEM)
3960                 return ret;
3961         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, ctype, false);
3962         return 0;
3963 }
3964
3965 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
3966                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
3967 {
3968         if (mem_cgroup_disabled())
3969                 return 0;
3970         VM_BUG_ON_PAGE(page_mapped(page), page);
3971         VM_BUG_ON_PAGE(page->mapping && !PageAnon(page), page);
3972         VM_BUG_ON(!mm);
3973         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
3974                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3975 }
3976
3977 /*
3978  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
3979  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
3980  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
3981  * "commit()" or removed by "cancel()"
3982  */
3983 static int __mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
3984                                           struct page *page,
3985                                           gfp_t mask,
3986                                           struct mem_cgroup **memcgp)
3987 {
3988         struct mem_cgroup *memcg;
3989         struct page_cgroup *pc;
3990         int ret;
3991
3992         pc = lookup_page_cgroup(page);
3993         /*
3994          * Every swap fault against a single page tries to charge the
3995          * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
3996          * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
3997          * the page lock, which serializes swap cache removal, which
3998          * in turn serializes uncharging.
3999          */
4000         if (PageCgroupUsed(pc))
4001                 return 0;
4002         if (!do_swap_account)
4003                 goto charge_cur_mm;
4004         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
4005         if (!memcg)
4006                 goto charge_cur_mm;
4007         *memcgp = memcg;
4008         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
4009         css_put(&memcg->css);
4010         if (ret == -EINTR)
4011                 ret = 0;
4012         return ret;
4013 charge_cur_mm:
4014         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
4015         if (ret == -EINTR)
4016                 ret = 0;
4017         return ret;
4018 }
4019
4020 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm, struct page *page,
4021                                  gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
4022 {
4023         *memcgp = NULL;
4024         if (mem_cgroup_disabled())
4025                 return 0;
4026         /*
4027          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already
4028          * updated the pte, and even removed page from swap cache: in
4029          * those cases unuse_pte()'s pte_same() test will fail; but
4030          * there's also a KSM case which does need to charge the page.
4031          */
4032         if (!PageSwapCache(page)) {
4033                 int ret;
4034
4035                 ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, 1, memcgp, true);
4036                 if (ret == -EINTR)
4037                         ret = 0;
4038                 return ret;
4039         }
4040         return __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, memcgp);
4041 }
4042
4043 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
4044 {
4045         if (mem_cgroup_disabled())
4046                 return;
4047         if (!memcg)
4048                 return;
4049         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
4050 }
4051
4052 static void
4053 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
4054                                         enum charge_type ctype)
4055 {
4056         if (mem_cgroup_disabled())
4057                 return;
4058         if (!memcg)
4059                 return;
4060
4061         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
4062         /*
4063          * Now swap is on-memory. This means this page may be
4064          * counted both as mem and swap....double count.
4065          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
4066          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
4067          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
4068          */
4069         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
4070                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
4071                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
4072         }
4073 }
4074
4075 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
4076                                      struct mem_cgroup *memcg)
4077 {
4078         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
4079                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
4080 }
4081
4082 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
4083                                 gfp_t gfp_mask)
4084 {
4085         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4086         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4087         int ret;
4088
4089         if (mem_cgroup_disabled())
4090                 return 0;
4091         if (PageCompound(page))
4092                 return 0;
4093
4094         if (!PageSwapCache(page))
4095                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
4096         else { /* page is swapcache/shmem */
4097                 ret = __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page,
4098                                                      gfp_mask, &memcg);
4099                 if (!ret)
4100                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
4101         }
4102         return ret;
4103 }
4104
4105 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
4106                                    unsigned int nr_pages,
4107                                    const enum charge_type ctype)
4108 {
4109         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
4110         bool uncharge_memsw = true;
4111
4112         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
4113         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
4114                 uncharge_memsw = false;
4115
4116         batch = &current->memcg_batch;
4117         /*
4118          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
4119          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
4120          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
4121          */
4122         if (!batch->memcg)
4123                 batch->memcg = memcg;
4124         /*
4125          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
4126          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
4127          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
4128          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
4129          * because we want to do uncharge as soon as possible.
4130          */
4131
4132         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
4133                 goto direct_uncharge;
4134
4135         if (nr_pages > 1)
4136                 goto direct_uncharge;
4137
4138         /*
4139          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
4140          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
4141          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
4142          */
4143         if (batch->memcg != memcg)
4144                 goto direct_uncharge;
4145         /* remember freed charge and uncharge it later */
4146         batch->nr_pages++;
4147         if (uncharge_memsw)
4148                 batch->memsw_nr_pages++;
4149         return;
4150 direct_uncharge:
4151         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
4152         if (uncharge_memsw)
4153                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
4154         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
4155                 memcg_oom_recover(memcg);
4156 }
4157
4158 /*
4159  * uncharge if !page_mapped(page)
4160  */
4161 static struct mem_cgroup *
4162 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype,
4163                              bool end_migration)
4164 {
4165         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4166         unsigned int nr_pages = 1;
4167         struct page_cgroup *pc;
4168         bool anon;
4169
4170         if (mem_cgroup_disabled())
4171                 return NULL;
4172
4173         if (PageTransHuge(page)) {
4174                 nr_pages <<= compound_order(page);
4175                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
4176         }
4177         /*
4178          * Check if our page_cgroup is valid
4179          */
4180         pc = lookup_page_cgroup(page);
4181         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
4182                 return NULL;
4183
4184         lock_page_cgroup(pc);
4185
4186         memcg = pc->mem_cgroup;
4187
4188         if (!PageCgroupUsed(pc))
4189                 goto unlock_out;
4190
4191         anon = PageAnon(page);
4192
4193         switch (ctype) {
4194         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON:
4195                 /*
4196                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
4197                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
4198                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
4199                  */
4200                 anon = true;
4201                 /* fallthrough */
4202         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
4203                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
4204                 if (page_mapped(page))
4205                         goto unlock_out;
4206                 /*
4207                  * Pages under migration may not be uncharged.  But
4208                  * end_migration() /must/ be the one uncharging the
4209                  * unused post-migration page and so it has to call
4210                  * here with the migration bit still set.  See the
4211                  * res_counter handling below.
4212                  */
4213                 if (!end_migration && PageCgroupMigration(pc))
4214                         goto unlock_out;
4215                 break;
4216         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
4217                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
4218                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
4219                                 goto unlock_out;
4220                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
4221                                 goto unlock_out;
4222                 break;
4223         default:
4224                 break;
4225         }
4226
4227         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, -nr_pages);
4228
4229         ClearPageCgroupUsed(pc);
4230         /*
4231          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
4232          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
4233          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
4234          * special functions.
4235          */
4236
4237         unlock_page_cgroup(pc);
4238         /*
4239          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
4240          * will never be freed, so it's safe to call css_get().
4241          */
4242         memcg_check_events(memcg, page);
4243         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
4244                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
4245                 css_get(&memcg->css);
4246         }
4247         /*
4248          * Migration does not charge the res_counter for the
4249          * replacement page, so leave it alone when phasing out the
4250          * page that is unused after the migration.
4251          */
4252         if (!end_migration && !mem_cgroup_is_root(memcg))
4253                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
4254
4255         return memcg;
4256
4257 unlock_out:
4258         unlock_page_cgroup(pc);
4259         return NULL;
4260 }
4261
4262 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
4263 {
4264         /* early check. */
4265         if (page_mapped(page))
4266                 return;
4267         VM_BUG_ON_PAGE(page->mapping && !PageAnon(page), page);
4268         /*
4269          * If the page is in swap cache, uncharge should be deferred
4270          * to the swap path, which also properly accounts swap usage
4271          * and handles memcg lifetime.
4272          *
4273          * Note that this check is not stable and reclaim may add the
4274          * page to swap cache at any time after this.  However, if the
4275          * page is not in swap cache by the time page->mapcount hits
4276          * 0, there won't be any page table references to the swap
4277          * slot, and reclaim will free it and not actually write the
4278          * page to disk.
4279          */
4280         if (PageSwapCache(page))
4281                 return;
4282         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
4283 }
4284
4285 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
4286 {
4287         VM_BUG_ON_PAGE(page_mapped(page), page);
4288         VM_BUG_ON_PAGE(page->mapping, page);
4289         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE, false);
4290 }
4291
4292 /*
4293  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
4294  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
4295  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
4296  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
4297  * This may be called prural(2) times in a context,
4298  */
4299
4300 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
4301 {
4302         current->memcg_batch.do_batch++;
4303         /* We can do nest. */
4304         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
4305                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
4306                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
4307                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
4308         }
4309 }
4310
4311 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
4312 {
4313         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
4314
4315         if (!batch->do_batch)
4316                 return;
4317
4318         batch->do_batch--;
4319         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
4320                 return;
4321
4322         if (!batch->memcg)
4323                 return;
4324         /*
4325          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
4326          * bacause we hide charges behind us.
4327          */
4328         if (batch->nr_pages)
4329                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
4330                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
4331         if (batch->memsw_nr_pages)
4332                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
4333                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
4334         memcg_oom_recover(batch->memcg);
4335         /* forget this pointer (for sanity check) */
4336         batch->memcg = NULL;
4337 }
4338
4339 #ifdef CONFIG_SWAP
4340 /*
4341  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
4342  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
4343  */
4344 void
4345 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
4346 {
4347         struct mem_cgroup *memcg;
4348         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
4349
4350         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
4351                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
4352
4353         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype, false);
4354
4355         /*
4356          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
4357          * css_get() was called in uncharge().
4358          */
4359         if (do_swap_account && swapout && memcg)
4360                 swap_cgroup_record(ent, mem_cgroup_id(memcg));
4361 }
4362 #endif
4363
4364 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4365 /*
4366  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
4367  * uncharge "memsw" account.
4368  */
4369 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
4370 {
4371         struct mem_cgroup *memcg;
4372         unsigned short id;
4373
4374         if (!do_swap_account)
4375                 return;
4376
4377         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
4378         rcu_read_lock();
4379         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
4380         if (memcg) {
4381                 /*
4382                  * We uncharge this because swap is freed.
4383                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
4384                  */
4385                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4386                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
4387                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
4388                 css_put(&memcg->css);
4389         }
4390         rcu_read_unlock();
4391 }
4392
4393 /**
4394  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
4395  * @entry: swap entry to be moved
4396  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
4397  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
4398  *
4399  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
4400  * as the mem_cgroup's id of @from.
4401  *
4402  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
4403  *
4404  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
4405  * both res and memsw, and called css_get().
4406  */
4407 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4408                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4409 {
4410         unsigned short old_id, new_id;
4411
4412         old_id = mem_cgroup_id(from);
4413         new_id = mem_cgroup_id(to);
4414
4415         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
4416                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
4417                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
4418                 /*
4419                  * This function is only called from task migration context now.
4420                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
4421                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
4422                  * improvement. But we cannot postpone css_get(to)  because if
4423                  * the process that has been moved to @to does swap-in, the
4424                  * refcount of @to might be decreased to 0.
4425                  *
4426                  * We are in attach() phase, so the cgroup is guaranteed to be
4427                  * alive, so we can just call css_get().
4428                  */
4429                 css_get(&to->css);
4430                 return 0;
4431         }
4432         return -EINVAL;
4433 }
4434 #else
4435 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4436                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4437 {
4438         return -EINVAL;
4439 }
4440 #endif
4441
4442 /*
4443  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
4444  * page belongs to.
4445  */
4446 void mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page, struct page *newpage,
4447                                   struct mem_cgroup **memcgp)
4448 {
4449         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4450         unsigned int nr_pages = 1;
4451         struct page_cgroup *pc;
4452         enum charge_type ctype;
4453
4454         *memcgp = NULL;
4455
4456         if (mem_cgroup_disabled())
4457                 return;
4458
4459         if (PageTransHuge(page))
4460                 nr_pages <<= compound_order(page);
4461
4462         pc = lookup_page_cgroup(page);
4463         lock_page_cgroup(pc);
4464         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4465                 memcg = pc->mem_cgroup;
4466                 css_get(&memcg->css);
4467                 /*
4468                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
4469                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
4470                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
4471                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
4472                  * until end_migration() is called
4473                  *
4474                  * Corner Case Thinking
4475                  * A)
4476                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
4477                  * while migration was ongoing.
4478                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
4479                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
4480                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
4481                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
4482                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
4483                  *
4484                  * B)
4485                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
4486                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
4487                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
4488                  * without charging it again.
4489                  *
4490                  * C)
4491                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
4492                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
4493                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
4494                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
4495                  */
4496                 if (PageAnon(page))
4497                         SetPageCgroupMigration(pc);
4498         }
4499         unlock_page_cgroup(pc);
4500         /*
4501          * If the page is not charged at this point,
4502          * we return here.
4503          */
4504         if (!memcg)
4505                 return;
4506
4507         *memcgp = memcg;
4508         /*
4509          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
4510          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
4511          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
4512          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
4513          */
4514         if (PageAnon(page))
4515                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON;
4516         else
4517                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4518         /*
4519          * The page is committed to the memcg, but it's not actually
4520          * charged to the res_counter since we plan on replacing the
4521          * old one and only one page is going to be left afterwards.
4522          */
4523         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, nr_pages, ctype, false);
4524 }
4525
4526 /* remove redundant charge if migration failed*/
4527 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
4528         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
4529 {
4530         struct page *used, *unused;
4531         struct page_cgroup *pc;
4532         bool anon;
4533
4534         if (!memcg)
4535                 return;
4536
4537         if (!migration_ok) {
4538                 used = oldpage;
4539                 unused = newpage;
4540         } else {
4541                 used = newpage;
4542                 unused = oldpage;
4543         }
4544         anon = PageAnon(used);
4545         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
4546                                      anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON
4547                                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE,
4548                                      true);
4549         css_put(&memcg->css);
4550         /*
4551          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
4552          * of the page goes down to zero, temporarly.
4553          * Clear the flag and check the page should be charged.
4554          */
4555         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4556         lock_page_cgroup(pc);
4557         ClearPageCgroupMigration(pc);
4558         unlock_page_cgroup(pc);
4559
4560         /*
4561          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
4562          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
4563          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
4564          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
4565          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
4566          * check. (see prepare_charge() also)
4567          */
4568         if (anon)
4569                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
4570 }
4571
4572 /*
4573  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
4574  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
4575  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
4576  */
4577 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
4578                                   struct page *newpage)
4579 {
4580         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4581         struct page_cgroup *pc;
4582         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4583
4584         if (mem_cgroup_disabled())
4585                 return;
4586
4587         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4588         /* fix accounting on old pages */
4589         lock_page_cgroup(pc);
4590         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4591                 memcg = pc->mem_cgroup;
4592                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, oldpage, false, -1);
4593                 ClearPageCgroupUsed(pc);
4594         }
4595         unlock_page_cgroup(pc);
4596
4597         /*
4598          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
4599          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
4600          */
4601         if (!memcg)
4602                 return;
4603         /*
4604          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
4605          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
4606          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
4607          */
4608         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
4609 }
4610
4611 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4612 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
4613 {
4614         struct page_cgroup *pc;
4615
4616         pc = lookup_page_cgroup(page);
4617         /*
4618          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
4619          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
4620          * or when mem_cgroup_disabled().
4621          */
4622         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
4623                 return pc;
4624         return NULL;
4625 }
4626
4627 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
4628 {
4629         if (mem_cgroup_disabled())
4630                 return false;
4631
4632         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
4633 }
4634
4635 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
4636 {
4637         struct page_cgroup *pc;
4638
4639         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
4640         if (pc) {
4641                 pr_alert("pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
4642                          pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
4643         }
4644 }
4645 #endif
4646
4647 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4648                                 unsigned long long val)
4649 {
4650         int retry_count;
4651         u64 memswlimit, memlimit;
4652         int ret = 0;
4653         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4654         u64 curusage, oldusage;
4655         int enlarge;
4656
4657         /*
4658          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
4659          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
4660          * of # of children which we should visit in this loop.
4661          */
4662         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
4663
4664         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4665
4666         enlarge = 0;
4667         while (retry_count) {
4668                 if (signal_pending(current)) {
4669                         ret = -EINTR;
4670                         break;
4671                 }
4672                 /*
4673                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4674                  * open coded manner. You see what this really does.
4675                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4676                  */
4677                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4678                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4679                 if (memswlimit < val) {
4680                         ret = -EINVAL;
4681                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4682                         break;
4683                 }
4684
4685                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4686                 if (memlimit < val)
4687                         enlarge = 1;
4688
4689                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
4690                 if (!ret) {
4691                         if (memswlimit == val)
4692                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4693                         else
4694                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4695                 }
4696                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4697
4698                 if (!ret)
4699                         break;
4700
4701                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4702                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4703                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4704                 /* Usage is reduced ? */
4705                 if (curusage >= oldusage)
4706                         retry_count--;
4707                 else
4708                         oldusage = curusage;
4709         }
4710         if (!ret && enlarge)
4711                 memcg_oom_recover(memcg);
4712
4713         return ret;
4714 }
4715
4716 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4717                                         unsigned long long val)
4718 {
4719         int retry_count;
4720         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
4721         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4722         int ret = -EBUSY;
4723         int enlarge = 0;
4724
4725         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
4726         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4727         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4728         while (retry_count) {
4729                 if (signal_pending(current)) {
4730                         ret = -EINTR;
4731                         break;
4732                 }
4733                 /*
4734                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4735                  * open coded manner. You see what this really does.
4736                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4737                  */
4738                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4739                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4740                 if (memlimit > val) {
4741                         ret = -EINVAL;
4742                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4743                         break;
4744                 }
4745                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4746                 if (memswlimit < val)
4747                         enlarge = 1;
4748                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
4749                 if (!ret) {
4750                         if (memlimit == val)
4751                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4752                         else
4753                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4754                 }
4755                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4756
4757                 if (!ret)
4758                         break;
4759
4760                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4761                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
4762                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4763                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4764                 /* Usage is reduced ? */
4765                 if (curusage >= oldusage)
4766                         retry_count--;
4767                 else
4768                         oldusage = curusage;
4769         }
4770         if (!ret && enlarge)
4771                 memcg_oom_recover(memcg);
4772         return ret;
4773 }
4774
4775 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
4776                                             gfp_t gfp_mask,
4777                                             unsigned long *total_scanned)
4778 {
4779         unsigned long nr_reclaimed = 0;
4780         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
4781         unsigned long reclaimed;
4782         int loop = 0;
4783         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
4784         unsigned long long excess;
4785         unsigned long nr_scanned;
4786
4787         if (order > 0)
4788                 return 0;
4789
4790         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
4791         /*
4792          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
4793          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
4794          * pressure
4795          */
4796         do {
4797                 if (next_mz)
4798                         mz = next_mz;
4799                 else
4800                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4801                 if (!mz)
4802                         break;
4803
4804                 nr_scanned = 0;
4805                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
4806                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
4807                 nr_reclaimed += reclaimed;
4808                 *total_scanned += nr_scanned;
4809                 spin_lock(&mctz->lock);
4810
4811                 /*
4812                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
4813                  * it is time to move on to the next cgroup
4814                  */
4815                 next_mz = NULL;
4816                 if (!reclaimed) {
4817                         do {
4818                                 /*
4819                                  * Loop until we find yet another one.
4820                                  *
4821                                  * By the time we get the soft_limit lock
4822                                  * again, someone might have aded the
4823                                  * group back on the RB tree. Iterate to
4824                                  * make sure we get a different mem.
4825                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
4826                                  * NULL if no other cgroup is present on
4827                                  * the tree
4828                                  */
4829                                 next_mz =
4830                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4831                                 if (next_mz == mz)
4832                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
4833                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
4834                                         break;
4835                         } while (1);
4836                 }
4837                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
4838                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
4839                 /*
4840                  * One school of thought says that we should not add
4841                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
4842                  * But our reclaim could return 0, simply because due
4843                  * to priority we are exposing a smaller subset of
4844                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
4845                  * term TODO.
4846                  */
4847                 /* If excess == 0, no tree ops */
4848                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->memcg, mz, mctz, excess);
4849                 spin_unlock(&mctz->lock);
4850                 css_put(&mz->memcg->css);
4851                 loop++;
4852                 /*
4853                  * Could not reclaim anything and there are no more
4854                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
4855                  * reclaiming anything.
4856                  */
4857                 if (!nr_reclaimed &&
4858                         (next_mz == NULL ||
4859                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
4860                         break;
4861         } while (!nr_reclaimed);
4862         if (next_mz)
4863                 css_put(&next_mz->memcg->css);
4864         return nr_reclaimed;
4865 }
4866
4867 /**
4868  * mem_cgroup_force_empty_list - clears LRU of a group
4869  * @memcg: group to clear
4870  * @node: NUMA node
4871  * @zid: zone id
4872  * @lru: lru to to clear
4873  *
4874  * Traverse a specified page_cgroup list and try to drop them all.  This doesn't
4875  * reclaim the pages page themselves - pages are moved to the parent (or root)
4876  * group.
4877  */
4878 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
4879                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
4880 {
4881         struct lruvec *lruvec;
4882         unsigned long flags;
4883         struct list_head *list;
4884         struct page *busy;
4885         struct zone *zone;
4886
4887         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
4888         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
4889         list = &lruvec->lists[lru];
4890
4891         busy = NULL;
4892         do {
4893                 struct page_cgroup *pc;
4894                 struct page *page;
4895
4896                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
4897                 if (list_empty(list)) {
4898                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4899                         break;
4900                 }
4901                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
4902                 if (busy == page) {
4903                         list_move(&page->lru, list);
4904                         busy = NULL;
4905                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4906                         continue;
4907                 }
4908                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4909
4910                 pc = lookup_page_cgroup(page);
4911
4912                 if (mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg)) {
4913                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
4914                         busy = page;
4915                         cond_resched();
4916                 } else
4917                         busy = NULL;
4918         } while (!list_empty(list));
4919 }
4920
4921 /*
4922  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task by moving
4923  * all the charges and pages to the parent.
4924  * This enables deleting this mem_cgroup.
4925  *
4926  * Caller is responsible for holding css reference on the memcg.
4927  */
4928 static void mem_cgroup_reparent_charges(struct mem_cgroup *memcg)
4929 {
4930         int node, zid;
4931         u64 usage;
4932
4933         do {
4934                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
4935                 lru_add_drain_all();
4936                 drain_all_stock_sync(memcg);
4937                 mem_cgroup_start_move(memcg);
4938                 for_each_node_state(node, N_MEMORY) {
4939                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4940                                 enum lru_list lru;
4941                                 for_each_lru(lru) {
4942                                         mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
4943                                                         node, zid, lru);
4944                                 }
4945                         }
4946                 }
4947                 mem_cgroup_end_move(memcg);
4948                 memcg_oom_recover(memcg);
4949                 cond_resched();
4950
4951                 /*
4952                  * Kernel memory may not necessarily be trackable to a specific
4953                  * process. So they are not migrated, and therefore we can't
4954                  * expect their value to drop to 0 here.
4955                  * Having res filled up with kmem only is enough.
4956                  *
4957                  * This is a safety check because mem_cgroup_force_empty_list
4958                  * could have raced with mem_cgroup_replace_page_cache callers
4959                  * so the lru seemed empty but the page could have been added
4960                  * right after the check. RES_USAGE should be safe as we always
4961                  * charge before adding to the LRU.
4962                  */
4963                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) -
4964                         res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE);
4965         } while (usage > 0);
4966 }
4967
4968 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4969 {
4970         lockdep_assert_held(&memcg_create_mutex);
4971         /*
4972          * The lock does not prevent addition or deletion to the list
4973          * of children, but it prevents a new child from being
4974          * initialized based on this parent in css_online(), so it's
4975          * enough to decide whether hierarchically inherited
4976          * attributes can still be changed or not.
4977          */
4978         return memcg->use_hierarchy &&
4979                 !list_empty(&memcg->css.cgroup->children);
4980 }
4981
4982 /*
4983  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
4984  * the rest to the parent.
4985  *
4986  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
4987  */
4988 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
4989 {
4990         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4991         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
4992
4993         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
4994         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
4995                 return -EBUSY;
4996
4997         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
4998         lru_add_drain_all();
4999         /* try to free all pages in this cgroup */
5000         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
5001                 int progress;
5002
5003                 if (signal_pending(current))
5004                         return -EINTR;
5005
5006                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
5007                                                 false);
5008                 if (!progress) {
5009                         nr_retries--;
5010                         /* maybe some writeback is necessary */
5011                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
5012                 }
5013
5014         }
5015         lru_add_drain();
5016         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
5017
5018         return 0;
5019 }
5020
5021 static int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5022                                         unsigned int event)
5023 {
5024         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5025
5026         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
5027                 return -EINVAL;
5028         return mem_cgroup_force_empty(memcg);
5029 }
5030
5031 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5032                                      struct cftype *cft)
5033 {
5034         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
5035 }
5036
5037 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5038                                       struct cftype *cft, u64 val)
5039 {
5040         int retval = 0;
5041         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5042         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5043
5044         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5045
5046         if (memcg->use_hierarchy == val)
5047                 goto out;
5048
5049         /*
5050          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
5051          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
5052          * occur, provided the current cgroup has no children.
5053          *
5054          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
5055          * set if there are no children.
5056          */
5057         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
5058                                 (val == 1 || val == 0)) {
5059                 if (list_empty(&memcg->css.cgroup->children))
5060                         memcg->use_hierarchy = val;
5061                 else
5062                         retval = -EBUSY;
5063         } else
5064                 retval = -EINVAL;
5065
5066 out:
5067         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5068
5069         return retval;
5070 }
5071
5072
5073 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
5074                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
5075 {
5076         struct mem_cgroup *iter;
5077         long val = 0;
5078
5079         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
5080         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5081                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
5082
5083         if (val < 0) /* race ? */
5084                 val = 0;
5085         return val;
5086 }
5087
5088 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5089 {
5090         u64 val;
5091
5092         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5093                 if (!swap)
5094                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
5095                 else
5096                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
5097         }
5098
5099         /*
5100          * Transparent hugepages are still accounted for in MEM_CGROUP_STAT_RSS
5101          * as well as in MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE.
5102          */
5103         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
5104         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
5105
5106         if (swap)
5107                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
5108
5109         return val << PAGE_SHIFT;
5110 }
5111
5112 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
5113                                    struct cftype *cft)
5114 {
5115         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5116         u64 val;
5117         int name;
5118         enum res_type type;
5119
5120         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5121         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5122
5123         switch (type) {
5124         case _MEM:
5125                 if (name == RES_USAGE)
5126                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
5127                 else
5128                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
5129                 break;
5130         case _MEMSWAP:
5131                 if (name == RES_USAGE)
5132                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
5133                 else
5134                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
5135                 break;
5136         case _KMEM:
5137                 val = res_counter_read_u64(&memcg->kmem, name);
5138                 break;
5139         default:
5140                 BUG();
5141         }
5142
5143         return val;
5144 }
5145
5146 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5147 /* should be called with activate_kmem_mutex held */
5148 static int __memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
5149                                  unsigned long long limit)
5150 {
5151         int err = 0;
5152         int memcg_id;
5153
5154         if (memcg_kmem_is_active(memcg))
5155                 return 0;
5156
5157         /*
5158          * We are going to allocate memory for data shared by all memory
5159          * cgroups so let's stop accounting here.
5160          */
5161         memcg_stop_kmem_account();
5162
5163         /*
5164          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
5165          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
5166          * already joined.
5167          *
5168          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
5169          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
5170          * place, which makes the value quite meaningless.
5171          *
5172          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
5173          * of course permitted.
5174          */
5175         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5176         if (cgroup_task_count(memcg->css.cgroup) || memcg_has_children(memcg))
5177                 err = -EBUSY;
5178         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5179         if (err)
5180                 goto out;
5181
5182         memcg_id = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
5183                                   0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
5184         if (memcg_id < 0) {
5185                 err = memcg_id;
5186                 goto out;
5187         }
5188
5189         /*
5190          * Make sure we have enough space for this cgroup in each root cache's
5191          * memcg_params.
5192          */
5193         err = memcg_update_all_caches(memcg_id + 1);
5194         if (err)
5195                 goto out_rmid;
5196
5197         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
5198         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
5199         mutex_init(&memcg->slab_caches_mutex);
5200
5201         /*
5202          * We couldn't have accounted to this cgroup, because it hasn't got the
5203          * active bit set yet, so this should succeed.
5204          */
5205         err = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, limit);
5206         VM_BUG_ON(err);
5207
5208         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5209         /*
5210          * Setting the active bit after enabling static branching will
5211          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
5212          * patched.
5213          */
5214         memcg_kmem_set_active(memcg);
5215 out:
5216         memcg_resume_kmem_account();
5217         return err;
5218
5219 out_rmid:
5220         ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg_id);
5221         goto out;
5222 }
5223
5224 static int memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
5225                                unsigned long long limit)
5226 {
5227         int ret;
5228
5229         mutex_lock(&activate_kmem_mutex);
5230         ret = __memcg_activate_kmem(memcg, limit);
5231         mutex_unlock(&activate_kmem_mutex);
5232         return ret;
5233 }
5234
5235 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
5236                                    unsigned long long val)
5237 {
5238         int ret;
5239
5240         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5241                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, val);
5242         else
5243                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
5244         return ret;
5245 }
5246
5247 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5248 {
5249         int ret = 0;
5250         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5251
5252         if (!parent)
5253                 return 0;
5254
5255         mutex_lock(&activate_kmem_mutex);
5256         /*
5257          * If the parent cgroup is not kmem-active now, it cannot be activated
5258          * after this point, because it has at least one child already.
5259          */
5260         if (memcg_kmem_is_active(parent))
5261                 ret = __memcg_activate_kmem(memcg, RES_COUNTER_MAX);
5262         mutex_unlock(&activate_kmem_mutex);
5263         return ret;
5264 }
5265 #else
5266 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
5267                                    unsigned long long val)
5268 {
5269         return -EINVAL;
5270 }
5271 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
5272
5273 /*
5274  * The user of this function is...
5275  * RES_LIMIT.
5276  */
5277 static int mem_cgroup_write(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft,
5278                             const char *buffer)
5279 {
5280         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5281         enum res_type type;
5282         int name;
5283         unsigned long long val;
5284         int ret;
5285
5286         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5287         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5288
5289         switch (name) {
5290         case RES_LIMIT:
5291                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
5292                         ret = -EINVAL;
5293                         break;
5294                 }
5295                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
5296                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5297                 if (ret)
5298                         break;
5299                 if (type == _MEM)
5300                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
5301                 else if (type == _MEMSWAP)
5302                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
5303                 else if (type == _KMEM)
5304                         ret = memcg_update_kmem_limit(memcg, val);
5305                 else
5306                         return -EINVAL;
5307                 break;
5308         case RES_SOFT_LIMIT:
5309                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5310                 if (ret)
5311                         break;
5312                 /*
5313                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
5314                  * of semantics, for now, we support soft limits for
5315                  * control without swap
5316                  */
5317                 if (type == _MEM)
5318                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
5319                 else
5320                         ret = -EINVAL;
5321                 break;
5322         default:
5323                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
5324                 break;
5325         }
5326         return ret;
5327 }
5328
5329 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
5330                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
5331 {
5332         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
5333
5334         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5335         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5336         if (!memcg->use_hierarchy)
5337                 goto out;
5338
5339         while (css_parent(&memcg->css)) {
5340                 memcg = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5341                 if (!memcg->use_hierarchy)
5342                         break;
5343                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5344                 min_limit = min(min_limit, tmp);
5345                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5346                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
5347         }
5348 out:
5349         *mem_limit = min_limit;
5350         *memsw_limit = min_memsw_limit;
5351 }
5352
5353 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup_subsys_state *css, unsigned int event)
5354 {
5355         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5356         int name;
5357         enum res_type type;
5358
5359         type = MEMFILE_TYPE(event);
5360         name = MEMFILE_ATTR(event);
5361
5362         switch (name) {
5363         case RES_MAX_USAGE:
5364                 if (type == _MEM)
5365                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
5366                 else if (type == _MEMSWAP)
5367                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
5368                 else if (type == _KMEM)
5369                         res_counter_reset_max(&memcg->kmem);
5370                 else
5371                         return -EINVAL;
5372                 break;
5373         case RES_FAILCNT:
5374                 if (type == _MEM)
5375                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
5376                 else if (type == _MEMSWAP)
5377                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
5378                 else if (type == _KMEM)
5379                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->kmem);
5380                 else
5381                         return -EINVAL;
5382                 break;
5383         }
5384
5385         return 0;
5386 }
5387
5388 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5389                                         struct cftype *cft)
5390 {
5391         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
5392 }
5393
5394 #ifdef CONFIG_MMU
5395 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5396                                         struct cftype *cft, u64 val)
5397 {
5398         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5399
5400         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
5401                 return -EINVAL;
5402
5403         /*
5404          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
5405          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
5406          * on with stale data. This means that changes to this value will only
5407          * affect task migrations starting after the change.
5408          */
5409         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
5410         return 0;
5411 }
5412 #else
5413 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5414                                         struct cftype *cft, u64 val)
5415 {
5416         return -ENOSYS;
5417 }
5418 #endif
5419
5420 #ifdef CONFIG_NUMA
5421 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
5422 {
5423         struct numa_stat {
5424                 const char *name;
5425                 unsigned int lru_mask;
5426         };
5427
5428         static const struct numa_stat stats[] = {
5429                 { "total", LRU_ALL },
5430                 { "file", LRU_ALL_FILE },
5431                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
5432                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
5433         };
5434         const struct numa_stat *stat;
5435         int nid;
5436         unsigned long nr;
5437         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5438
5439         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
5440                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
5441                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
5442                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5443                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5444                                                           stat->lru_mask);
5445                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
5446                 }
5447                 seq_putc(m, '\n');
5448         }
5449
5450         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
5451                 struct mem_cgroup *iter;
5452
5453                 nr = 0;
5454                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5455                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
5456                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
5457                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5458                         nr = 0;
5459                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5460                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
5461                                         iter, nid, stat->lru_mask);
5462                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
5463                 }
5464                 seq_putc(m, '\n');
5465         }
5466
5467         return 0;
5468 }
5469 #endif /* CONFIG_NUMA */
5470
5471 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
5472 {
5473         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
5474 }
5475
5476 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
5477 {
5478         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5479         struct mem_cgroup *mi;
5480         unsigned int i;
5481
5482         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5483                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5484                         continue;
5485                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
5486                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
5487         }
5488
5489         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
5490                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
5491                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
5492
5493         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
5494                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
5495                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
5496
5497         /* Hierarchical information */
5498         {
5499                 unsigned long long limit, memsw_limit;
5500                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
5501                 seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n", limit);
5502                 if (do_swap_account)
5503                         seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
5504                                    memsw_limit);
5505         }
5506
5507         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5508                 long long val = 0;
5509
5510                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5511                         continue;
5512                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5513                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
5514                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
5515         }
5516
5517         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
5518                 unsigned long long val = 0;
5519
5520                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5521                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
5522                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
5523                            mem_cgroup_events_names[i], val);
5524         }
5525
5526         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
5527                 unsigned long long val = 0;
5528
5529                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5530                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
5531                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
5532         }
5533
5534 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5535         {
5536                 int nid, zid;
5537                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5538                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
5539                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
5540                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
5541
5542                 for_each_online_node(nid)
5543                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
5544                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
5545                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
5546
5547                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
5548                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
5549                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
5550                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
5551                         }
5552                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
5553                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
5554                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
5555                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
5556         }
5557 #endif
5558
5559         return 0;
5560 }
5561
5562 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5563                                       struct cftype *cft)
5564 {
5565         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5566
5567         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
5568 }
5569
5570 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5571                                        struct cftype *cft, u64 val)
5572 {
5573         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5574         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5575
5576         if (val > 100 || !parent)
5577                 return -EINVAL;
5578
5579         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5580
5581         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
5582         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5583                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5584                 return -EINVAL;
5585         }
5586
5587         memcg->swappiness = val;
5588
5589         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5590
5591         return 0;
5592 }
5593
5594 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5595 {
5596         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
5597         u64 usage;
5598         int i;
5599
5600         rcu_read_lock();
5601         if (!swap)
5602                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
5603         else
5604                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
5605
5606         if (!t)
5607                 goto unlock;
5608
5609         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
5610
5611         /*
5612          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
5613          * If it's not true, a threshold was crossed after last
5614          * call of __mem_cgroup_threshold().
5615          */
5616         i = t->current_threshold;
5617
5618         /*
5619          * Iterate backward over array of thresholds starting from
5620          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
5621          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
5622          * only one element of the array here.
5623          */
5624         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
5625                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5626
5627         /* i = current_threshold + 1 */
5628         i++;
5629
5630         /*
5631          * Iterate forward over array of thresholds starting from
5632          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
5633          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
5634          * only one element of the array here.
5635          */
5636         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
5637                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5638
5639         /* Update current_threshold */
5640         t->current_threshold = i - 1;
5641 unlock:
5642         rcu_read_unlock();
5643 }
5644
5645 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
5646 {
5647         while (memcg) {
5648                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
5649                 if (do_swap_account)
5650                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
5651
5652                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5653         }
5654 }
5655
5656 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
5657 {
5658         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
5659         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
5660
5661         if (_a->threshold > _b->threshold)
5662                 return 1;
5663
5664         if (_a->threshold < _b->threshold)
5665                 return -1;
5666
5667         return 0;
5668 }
5669
5670 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
5671 {
5672         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
5673
5674         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
5675                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
5676         return 0;
5677 }
5678
5679 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
5680 {
5681         struct mem_cgroup *iter;
5682
5683         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5684                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
5685 }
5686
5687 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5688         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
5689 {
5690         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5691         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5692         u64 threshold, usage;
5693         int i, size, ret;
5694
5695         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
5696         if (ret)
5697                 return ret;
5698
5699         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5700
5701         if (type == _MEM)
5702                 thresholds = &memcg->thresholds;
5703         else if (type == _MEMSWAP)
5704                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5705         else
5706                 BUG();
5707
5708         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5709
5710         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
5711         if (thresholds->primary)
5712                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5713
5714         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
5715
5716         /* Allocate memory for new array of thresholds */
5717         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5718                         GFP_KERNEL);
5719         if (!new) {
5720                 ret = -ENOMEM;
5721                 goto unlock;
5722         }
5723         new->size = size;
5724
5725         /* Copy thresholds (if any) to new array */
5726         if (thresholds->primary) {
5727                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
5728                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
5729         }
5730
5731         /* Add new threshold */
5732         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
5733         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
5734
5735         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
5736         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5737                         compare_thresholds, NULL);
5738
5739         /* Find current threshold */
5740         new->current_threshold = -1;
5741         for (i = 0; i < size; i++) {
5742                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
5743                         /*
5744                          * new->current_threshold will not be used until
5745                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5746                          * it here.
5747                          */
5748                         ++new->current_threshold;
5749                 } else
5750                         break;
5751         }
5752
5753         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
5754         kfree(thresholds->spare);
5755         thresholds->spare = thresholds->primary;
5756
5757         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5758
5759         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5760         synchronize_rcu();
5761
5762 unlock:
5763         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5764
5765         return ret;
5766 }
5767
5768 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5769         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5770 {
5771         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
5772 }
5773
5774 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5775         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5776 {
5777         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
5778 }
5779
5780 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5781         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
5782 {
5783         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5784         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5785         u64 usage;
5786         int i, j, size;
5787
5788         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5789         if (type == _MEM)
5790                 thresholds = &memcg->thresholds;
5791         else if (type == _MEMSWAP)
5792                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5793         else
5794                 BUG();
5795
5796         if (!thresholds->primary)
5797                 goto unlock;
5798
5799         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5800
5801         /* Check if a threshold crossed before removing */
5802         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5803
5804         /* Calculate new number of threshold */
5805         size = 0;
5806         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5807                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
5808                         size++;
5809         }
5810
5811         new = thresholds->spare;
5812
5813         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
5814         if (!size) {
5815                 kfree(new);
5816                 new = NULL;
5817                 goto swap_buffers;
5818         }
5819
5820         new->size = size;
5821
5822         /* Copy thresholds and find current threshold */
5823         new->current_threshold = -1;
5824         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5825                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
5826                         continue;
5827
5828                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
5829                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
5830                         /*
5831                          * new->current_threshold will not be used
5832                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5833                          * it here.
5834                          */
5835                         ++new->current_threshold;
5836                 }
5837                 j++;
5838         }
5839
5840 swap_buffers:
5841         /* Swap primary and spare array */
5842         thresholds->spare = thresholds->primary;
5843         /* If all events are unregistered, free the spare array */
5844         if (!new) {
5845                 kfree(thresholds->spare);
5846                 thresholds->spare = NULL;
5847         }
5848
5849         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5850
5851         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5852         synchronize_rcu();
5853 unlock:
5854         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5855 }
5856
5857 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5858         struct eventfd_ctx *eventfd)
5859 {
5860         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
5861 }
5862
5863 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5864         struct eventfd_ctx *eventfd)
5865 {
5866         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
5867 }
5868
5869 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5870         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5871 {
5872         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
5873
5874         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5875         if (!event)
5876                 return -ENOMEM;
5877
5878         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5879
5880         event->eventfd = eventfd;
5881         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
5882
5883         /* already in OOM ? */
5884         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5885                 eventfd_signal(eventfd, 1);
5886         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5887
5888         return 0;
5889 }
5890
5891 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5892         struct eventfd_ctx *eventfd)
5893 {
5894         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
5895
5896         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5897
5898         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
5899                 if (ev->eventfd == eventfd) {
5900                         list_del(&ev->list);
5901                         kfree(ev);
5902                 }
5903         }
5904
5905         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5906 }
5907
5908 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
5909 {
5910         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(sf));
5911
5912         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
5913         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)atomic_read(&memcg->under_oom));
5914         return 0;
5915 }
5916
5917 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5918         struct cftype *cft, u64 val)
5919 {
5920         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5921         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5922
5923         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
5924         if (!parent || !((val == 0) || (val == 1)))
5925                 return -EINVAL;
5926
5927         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5928         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
5929         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5930                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5931                 return -EINVAL;
5932         }
5933         memcg->oom_kill_disable = val;
5934         if (!val)
5935                 memcg_oom_recover(memcg);
5936         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5937         return 0;
5938 }
5939
5940 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5941 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5942 {
5943         int ret;
5944
5945         memcg->kmemcg_id = -1;
5946         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
5947         if (ret)
5948                 return ret;
5949
5950         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
5951 }
5952
5953 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5954 {
5955         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
5956 }
5957
5958 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5959 {
5960         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5961                 return;
5962
5963         /*
5964          * kmem charges can outlive the cgroup. In the case of slab
5965          * pages, for instance, a page contain objects from various
5966          * processes. As we prevent from taking a reference for every
5967          * such allocation we have to be careful when doing uncharge
5968          * (see memcg_uncharge_kmem) and here during offlining.
5969          *
5970          * The idea is that that only the _last_ uncharge which sees
5971          * the dead memcg will drop the last reference. An additional
5972          * reference is taken here before the group is marked dead
5973          * which is then paired with css_put during uncharge resp. here.
5974          *
5975          * Although this might sound strange as this path is called from
5976          * css_offline() when the referencemight have dropped down to 0
5977          * and shouldn't be incremented anymore (css_tryget would fail)
5978          * we do not have other options because of the kmem allocations
5979          * lifetime.
5980          */
5981         css_get(&memcg->css);
5982
5983         memcg_kmem_mark_dead(memcg);
5984
5985         if (res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0)
5986                 return;
5987
5988         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
5989                 css_put(&memcg->css);
5990 }
5991 #else
5992 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5993 {
5994         return 0;
5995 }
5996
5997 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5998 {
5999 }
6000
6001 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
6002 {
6003 }
6004 #endif
6005
6006 /*
6007  * DO NOT USE IN NEW FILES.
6008  *
6009  * "cgroup.event_control" implementation.
6010  *
6011  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
6012  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
6013  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
6014  *
6015  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
6016  * possible.
6017  */
6018
6019 /*
6020  * Unregister event and free resources.
6021  *
6022  * Gets called from workqueue.
6023  */
6024 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
6025 {
6026         struct mem_cgroup_event *event =
6027                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
6028         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
6029
6030         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
6031
6032         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
6033
6034         /* Notify userspace the event is going away. */
6035         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
6036
6037         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
6038         kfree(event);
6039         css_put(&memcg->css);
6040 }
6041
6042 /*
6043  * Gets called on POLLHUP on eventfd when user closes it.
6044  *
6045  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
6046  */
6047 static int memcg_event_wake(wait_queue_t *wait, unsigned mode,
6048                             int sync, void *key)
6049 {
6050         struct mem_cgroup_event *event =
6051                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
6052         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
6053         unsigned long flags = (unsigned long)key;
6054
6055         if (flags & POLLHUP) {
6056                 /*
6057                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
6058                  * can simply return knowing the other side will cleanup
6059                  * for us.
6060                  *
6061                  * We can't race against event freeing since the other
6062                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
6063                  * which we hold.
6064                  */
6065                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
6066                 if (!list_empty(&event->list)) {
6067                         list_del_init(&event->list);
6068                         /*
6069                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
6070                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
6071                          */
6072                         schedule_work(&event->remove);
6073                 }
6074                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
6075         }
6076
6077         return 0;
6078 }
6079
6080 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
6081                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
6082 {
6083         struct mem_cgroup_event *event =
6084                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
6085
6086         event->wqh = wqh;
6087         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
6088 }
6089
6090 /*
6091  * DO NOT USE IN NEW FILES.
6092  *
6093  * Parse input and register new cgroup event handler.
6094  *
6095  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
6096  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
6097  */
6098 static int memcg_write_event_control(struct cgroup_subsys_state *css,
6099                                      struct cftype *cft, const char *buffer)
6100 {
6101         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6102         struct mem_cgroup_event *event;
6103         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
6104         unsigned int efd, cfd;
6105         struct fd efile;
6106         struct fd cfile;
6107         const char *name;
6108         char *endp;
6109         int ret;
6110
6111         efd = simple_strtoul(buffer, &endp, 10);
6112         if (*endp != ' ')
6113                 return -EINVAL;
6114         buffer = endp + 1;
6115
6116         cfd = simple_strtoul(buffer, &endp, 10);
6117         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
6118                 return -EINVAL;
6119         buffer = endp + 1;
6120
6121         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
6122         if (!event)
6123                 return -ENOMEM;
6124
6125         event->memcg = memcg;
6126         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
6127         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
6128         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
6129         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
6130
6131         efile = fdget(efd);
6132         if (!efile.file) {
6133                 ret = -EBADF;
6134                 goto out_kfree;
6135         }
6136
6137         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
6138         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
6139                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
6140                 goto out_put_efile;
6141         }
6142
6143         cfile = fdget(cfd);
6144         if (!cfile.file) {
6145                 ret = -EBADF;
6146                 goto out_put_eventfd;
6147         }
6148
6149         /* the process need read permission on control file */
6150         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
6151         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
6152         if (ret < 0)
6153                 goto out_put_cfile;
6154
6155         /*
6156          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
6157          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
6158          * about these events.  The following is crude but the whole thing
6159          * is for compatibility anyway.
6160          *
6161          * DO NOT ADD NEW FILES.
6162          */
6163         name = cfile.file->f_dentry->d_name.name;
6164
6165         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
6166                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
6167                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
6168         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
6169                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
6170                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
6171         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
6172                 event->register_event = vmpressure_register_event;
6173                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
6174         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
6175                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
6176                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
6177         } else {
6178                 ret = -EINVAL;
6179                 goto out_put_cfile;
6180         }
6181
6182         /*
6183          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
6184          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
6185          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
6186          */
6187         rcu_read_lock();
6188
6189         ret = -EINVAL;
6190         cfile_css = css_from_dir(cfile.file->f_dentry->d_parent,
6191                                  &mem_cgroup_subsys);
6192         if (cfile_css == css && css_tryget(css))
6193                 ret = 0;
6194
6195         rcu_read_unlock();
6196         if (ret)
6197                 goto out_put_cfile;
6198
6199         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buffer);
6200         if (ret)
6201                 goto out_put_css;
6202
6203         efile.file->f_op->poll(efile.file, &event->pt);
6204
6205         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
6206         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
6207         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
6208
6209         fdput(cfile);
6210         fdput(efile);
6211
6212         return 0;
6213
6214 out_put_css:
6215         css_put(css);
6216 out_put_cfile:
6217         fdput(cfile);
6218 out_put_eventfd:
6219         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
6220 out_put_efile:
6221         fdput(efile);
6222 out_kfree:
6223         kfree(event);
6224
6225         return ret;
6226 }
6227
6228 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
6229         {
6230                 .name = "usage_in_bytes",
6231                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
6232                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6233         },
6234         {
6235                 .name = "max_usage_in_bytes",
6236                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
6237                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6238                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6239         },
6240         {
6241                 .name = "limit_in_bytes",
6242                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
6243                 .write_string = mem_cgroup_write,
6244                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6245         },
6246         {
6247                 .name = "soft_limit_in_bytes",
6248                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
6249                 .write_string = mem_cgroup_write,
6250                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6251         },
6252         {
6253                 .name = "failcnt",
6254                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
6255                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6256                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6257         },
6258         {
6259                 .name = "stat",
6260                 .seq_show = memcg_stat_show,
6261         },
6262         {
6263                 .name = "force_empty",
6264                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
6265         },
6266         {
6267                 .name = "use_hierarchy",
6268                 .flags = CFTYPE_INSANE,
6269                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
6270                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
6271         },
6272         {
6273                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
6274                 .write_string = memcg_write_event_control,
6275                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX,
6276                 .mode = S_IWUGO,
6277         },
6278         {
6279                 .name = "swappiness",
6280                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
6281                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
6282         },
6283         {
6284                 .name = "move_charge_at_immigrate",
6285                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
6286                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
6287         },
6288         {
6289                 .name = "oom_control",
6290                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
6291                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
6292                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
6293         },
6294         {
6295                 .name = "pressure_level",
6296         },
6297 #ifdef CONFIG_NUMA
6298         {
6299                 .name = "numa_stat",
6300                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
6301         },
6302 #endif
6303 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
6304         {
6305                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
6306                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
6307                 .write_string = mem_cgroup_write,
6308                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6309         },
6310         {
6311                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
6312                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
6313                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6314         },
6315         {
6316                 .name = "kmem.failcnt",
6317                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
6318                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6319                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6320         },
6321         {
6322                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
6323                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
6324                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6325                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6326         },
6327 #ifdef CONFIG_SLABINFO
6328         {
6329                 .name = "kmem.slabinfo",
6330                 .seq_show = mem_cgroup_slabinfo_read,
6331         },
6332 #endif
6333 #endif
6334         { },    /* terminate */
6335 };
6336
6337 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6338 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
6339         {
6340                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
6341                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
6342                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6343         },
6344         {
6345                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
6346                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
6347                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6348                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6349         },
6350         {
6351                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
6352                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
6353                 .write_string = mem_cgroup_write,
6354                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6355         },
6356         {
6357                 .name = "memsw.failcnt",
6358                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
6359                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6360                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6361         },
6362         { },    /* terminate */
6363 };
6364 #endif
6365 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6366 {
6367         struct mem_cgroup_per_node *pn;
6368         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
6369         int zone, tmp = node;
6370         /*
6371          * This routine is called against possible nodes.
6372          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
6373          *
6374          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
6375          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
6376          *       function.
6377          */
6378         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6379                 tmp = -1;
6380         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
6381         if (!pn)
6382                 return 1;
6383
6384         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6385                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
6386                 lruvec_init(&mz->lruvec);
6387                 mz->usage_in_excess = 0;
6388                 mz->on_tree = false;
6389                 mz->memcg = memcg;
6390         }
6391         memcg->nodeinfo[node] = pn;
6392         return 0;
6393 }
6394
6395 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6396 {
6397         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
6398 }
6399
6400 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
6401 {
6402         struct mem_cgroup *memcg;
6403         size_t size;
6404
6405         size = sizeof(struct mem_cgroup);
6406         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
6407
6408         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
6409         if (!memcg)
6410                 return NULL;
6411
6412         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
6413         if (!memcg->stat)
6414                 goto out_free;
6415         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
6416         return memcg;
6417
6418 out_free:
6419         kfree(memcg);
6420         return NULL;
6421 }
6422
6423 /*
6424  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
6425  * (scanning all at force_empty is too costly...)
6426  *
6427  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
6428  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
6429  * it goes down to 0.
6430  *
6431  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
6432  */
6433
6434 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
6435 {
6436         int node;
6437
6438         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
6439
6440         for_each_node(node)
6441                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
6442
6443         free_percpu(memcg->stat);
6444
6445         /*
6446          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
6447          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
6448          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
6449          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
6450          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
6451          *
6452          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
6453          * to move this code around, and make sure it is outside
6454          * the cgroup_lock.
6455          */
6456         disarm_static_keys(memcg);
6457         kfree(memcg);
6458 }
6459
6460 /*
6461  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
6462  */
6463 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
6464 {
6465         if (!memcg->res.parent)
6466                 return NULL;
6467         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
6468 }
6469 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
6470
6471 static void __init mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
6472 {
6473         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
6474         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
6475         int tmp, node, zone;
6476
6477         for_each_node(node) {
6478                 tmp = node;
6479                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6480                         tmp = -1;
6481                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
6482                 BUG_ON(!rtpn);
6483
6484                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
6485
6486                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6487                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
6488                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
6489                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
6490                 }
6491         }
6492 }
6493
6494 static struct cgroup_subsys_state * __ref
6495 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
6496 {
6497         struct mem_cgroup *memcg;
6498         long error = -ENOMEM;
6499         int node;
6500
6501         memcg = mem_cgroup_alloc();
6502         if (!memcg)
6503                 return ERR_PTR(error);
6504
6505         for_each_node(node)
6506                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
6507                         goto free_out;
6508
6509         /* root ? */
6510         if (parent_css == NULL) {
6511                 root_mem_cgroup = memcg;
6512                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6513                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6514                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6515         }
6516
6517         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
6518         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
6519         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
6520         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
6521         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
6522         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
6523         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
6524         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
6525
6526         return &memcg->css;
6527
6528 free_out:
6529         __mem_cgroup_free(memcg);
6530         return ERR_PTR(error);
6531 }
6532
6533 static int
6534 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
6535 {
6536         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6537         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(css));
6538
6539         if (css->cgroup->id > MEM_CGROUP_ID_MAX)
6540                 return -ENOSPC;
6541
6542         if (!parent)
6543                 return 0;
6544
6545         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
6546
6547         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
6548         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
6549         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
6550
6551         if (parent->use_hierarchy) {
6552                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
6553                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
6554                 res_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
6555
6556                 /*
6557                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
6558                  * core guarantees its existence.
6559                  */
6560         } else {
6561                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6562                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6563                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6564                 /*
6565                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
6566                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
6567                  * unfortunate state in our controller.
6568                  */
6569                 if (parent != root_mem_cgroup)
6570                         mem_cgroup_subsys.broken_hierarchy = true;
6571         }
6572         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
6573
6574         return memcg_init_kmem(memcg, &mem_cgroup_subsys);
6575 }
6576
6577 /*
6578  * Announce all parents that a group from their hierarchy is gone.
6579  */
6580 static void mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *memcg)
6581 {
6582         struct mem_cgroup *parent = memcg;
6583
6584         while ((parent = parent_mem_cgroup(parent)))
6585                 mem_cgroup_iter_invalidate(parent);
6586
6587         /*
6588          * if the root memcg is not hierarchical we have to check it
6589          * explicitely.
6590          */
6591         if (!root_mem_cgroup->use_hierarchy)
6592                 mem_cgroup_iter_invalidate(root_mem_cgroup);
6593 }
6594
6595 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
6596 {
6597         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6598         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
6599
6600         /*
6601          * Unregister events and notify userspace.
6602          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
6603          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
6604          */
6605         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
6606         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
6607                 list_del_init(&event->list);
6608                 schedule_work(&event->remove);
6609         }
6610         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
6611
6612         kmem_cgroup_css_offline(memcg);
6613
6614         mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(memcg);
6615         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
6616         mem_cgroup_destroy_all_caches(memcg);
6617         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
6618 }
6619
6620 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
6621 {
6622         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6623         /*
6624          * XXX: css_offline() would be where we should reparent all
6625          * memory to prepare the cgroup for destruction.  However,
6626          * memcg does not do css_tryget() and res_counter charging
6627          * under the same RCU lock region, which means that charging
6628          * could race with offlining.  Offlining only happens to
6629          * cgroups with no tasks in them but charges can show up
6630          * without any tasks from the swapin path when the target
6631          * memcg is looked up from the swapout record and not from the
6632          * current task as it usually is.  A race like this can leak
6633          * charges and put pages with stale cgroup pointers into
6634          * circulation:
6635          *
6636          * #0                        #1
6637          *                           lookup_swap_cgroup_id()
6638          *                           rcu_read_lock()
6639          *                           mem_cgroup_lookup()
6640          *                           css_tryget()
6641          *                           rcu_read_unlock()
6642          * disable css_tryget()
6643          * call_rcu()
6644          *   offline_css()
6645          *     reparent_charges()
6646          *                           res_counter_charge()
6647          *                           css_put()
6648          *                             css_free()
6649          *                           pc->mem_cgroup = dead memcg
6650          *                           add page to lru
6651          *
6652          * The bulk of the charges are still moved in offline_css() to
6653          * avoid pinning a lot of pages in case a long-term reference
6654          * like a swapout record is deferring the css_free() to long
6655          * after offlining.  But this makes sure we catch any charges
6656          * made after offlining:
6657          */
6658         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
6659
6660         memcg_destroy_kmem(memcg);
6661         __mem_cgroup_free(memcg);
6662 }
6663
6664 #ifdef CONFIG_MMU
6665 /* Handlers for move charge at task migration. */
6666 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
6667 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
6668 {
6669         int ret = 0;
6670         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6671         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
6672
6673         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6674                 mc.precharge += count;
6675                 /* we don't need css_get for root */
6676                 return ret;
6677         }
6678         /* try to charge at once */
6679         if (count > 1) {
6680                 struct res_counter *dummy;
6681                 /*
6682                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
6683                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
6684                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
6685                  * css_get().
6686                  */
6687                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
6688                         goto one_by_one;
6689                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
6690                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
6691                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
6692                         goto one_by_one;
6693                 }
6694                 mc.precharge += count;
6695                 return ret;
6696         }
6697 one_by_one:
6698         /* fall back to one by one charge */
6699         while (count--) {
6700                 if (signal_pending(current)) {
6701                         ret = -EINTR;
6702                         break;
6703                 }
6704                 if (!batch_count--) {
6705                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6706                         cond_resched();
6707                 }
6708                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
6709                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
6710                 if (ret)
6711                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
6712                         return ret;
6713                 mc.precharge++;
6714         }
6715         return ret;
6716 }
6717
6718 /**
6719  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
6720  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
6721  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
6722  * @ptent: the pte to be checked
6723  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
6724  *
6725  * Returns
6726  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
6727  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
6728  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
6729  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
6730  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
6731  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
6732  *     in target->ent.
6733  *
6734  * Called with pte lock held.
6735  */
6736 union mc_target {
6737         struct page     *page;
6738         swp_entry_t     ent;
6739 };
6740
6741 enum mc_target_type {
6742         MC_TARGET_NONE = 0,
6743         MC_TARGET_PAGE,
6744         MC_TARGET_SWAP,
6745 };
6746
6747 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
6748                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
6749 {
6750         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
6751
6752         if (!page || !page_mapped(page))
6753                 return NULL;
6754         if (PageAnon(page)) {
6755                 /* we don't move shared anon */
6756                 if (!move_anon())
6757                         return NULL;
6758         } else if (!move_file())
6759                 /* we ignore mapcount for file pages */
6760                 return NULL;
6761         if (!get_page_unless_zero(page))
6762                 return NULL;
6763
6764         return page;
6765 }
6766
6767 #ifdef CONFIG_SWAP
6768 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6769                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6770 {
6771         struct page *page = NULL;
6772         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
6773
6774         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
6775                 return NULL;
6776         /*
6777          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
6778          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
6779          */
6780         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
6781         if (do_swap_account)
6782                 entry->val = ent.val;
6783
6784         return page;
6785 }
6786 #else
6787 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6788                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6789 {
6790         return NULL;
6791 }
6792 #endif
6793
6794 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
6795                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6796 {
6797         struct page *page = NULL;
6798         struct address_space *mapping;
6799         pgoff_t pgoff;
6800
6801         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
6802                 return NULL;
6803         if (!move_file())
6804                 return NULL;
6805
6806         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
6807         if (pte_none(ptent))
6808                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
6809         else /* pte_file(ptent) is true */
6810                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
6811
6812         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
6813         page = find_get_page(mapping, pgoff);
6814
6815 #ifdef CONFIG_SWAP
6816         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
6817         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
6818                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
6819                 if (do_swap_account)
6820                         *entry = swap;
6821                 page = find_get_page(swap_address_space(swap), swap.val);
6822         }
6823 #endif
6824         return page;
6825 }
6826
6827 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
6828                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
6829 {
6830         struct page *page = NULL;
6831         struct page_cgroup *pc;
6832         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6833         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
6834
6835         if (pte_present(ptent))
6836                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
6837         else if (is_swap_pte(ptent))
6838                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6839         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
6840                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6841
6842         if (!page && !ent.val)
6843                 return ret;
6844         if (page) {
6845                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6846                 /*
6847                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
6848                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
6849                  * the lock.
6850                  */
6851                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6852                         ret = MC_TARGET_PAGE;
6853                         if (target)
6854                                 target->page = page;
6855                 }
6856                 if (!ret || !target)
6857                         put_page(page);
6858         }
6859         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
6860         if (ent.val && !ret &&
6861             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
6862                 ret = MC_TARGET_SWAP;
6863                 if (target)
6864                         target->ent = ent;
6865         }
6866         return ret;
6867 }
6868
6869 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
6870 /*
6871  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
6872  * support them for now.
6873  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
6874  */
6875 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6876                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6877 {
6878         struct page *page = NULL;
6879         struct page_cgroup *pc;
6880         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6881
6882         page = pmd_page(pmd);
6883         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
6884         if (!move_anon())
6885                 return ret;
6886         pc = lookup_page_cgroup(page);
6887         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6888                 ret = MC_TARGET_PAGE;
6889                 if (target) {
6890                         get_page(page);
6891                         target->page = page;
6892                 }
6893         }
6894         return ret;
6895 }
6896 #else
6897 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6898                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6899 {
6900         return MC_TARGET_NONE;
6901 }
6902 #endif
6903
6904 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
6905                                         unsigned long addr, unsigned long end,
6906                                         struct mm_walk *walk)
6907 {
6908         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6909         pte_t *pte;
6910         spinlock_t *ptl;
6911
6912         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
6913                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
6914                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
6915                 spin_unlock(ptl);
6916                 return 0;
6917         }
6918
6919         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6920                 return 0;
6921         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6922         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
6923                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
6924                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
6925         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6926         cond_resched();
6927
6928         return 0;
6929 }
6930
6931 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
6932 {
6933         unsigned long precharge;
6934         struct vm_area_struct *vma;
6935
6936         down_read(&mm->mmap_sem);
6937         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6938                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
6939                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
6940                         .mm = mm,
6941                         .private = vma,
6942                 };
6943                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6944                         continue;
6945                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6946                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
6947         }
6948         up_read(&mm->mmap_sem);
6949
6950         precharge = mc.precharge;
6951         mc.precharge = 0;
6952
6953         return precharge;
6954 }
6955
6956 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
6957 {
6958         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
6959
6960         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
6961         mc.moving_task = current;
6962         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
6963 }
6964
6965 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
6966 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
6967 {
6968         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6969         struct mem_cgroup *to = mc.to;
6970         int i;
6971
6972         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
6973         if (mc.precharge) {
6974                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
6975                 mc.precharge = 0;
6976         }
6977         /*
6978          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
6979          * we must uncharge here.
6980          */
6981         if (mc.moved_charge) {
6982                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
6983                 mc.moved_charge = 0;
6984         }
6985         /* we must fixup refcnts and charges */
6986         if (mc.moved_swap) {
6987                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
6988                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
6989                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
6990                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6991
6992                 for (i = 0; i < mc.moved_swap; i++)
6993                         css_put(&mc.from->css);
6994
6995                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
6996                         /*
6997                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
6998                          * uncharge to->res.
6999                          */
7000                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
7001                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
7002                 }
7003                 /* we've already done css_get(mc.to) */
7004                 mc.moved_swap = 0;
7005         }
7006         memcg_oom_recover(from);
7007         memcg_oom_recover(to);
7008         wake_up_all(&mc.waitq);
7009 }
7010
7011 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
7012 {
7013         struct mem_cgroup *from = mc.from;
7014
7015         /*
7016          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
7017          * task migration.
7018          */
7019         mc.moving_task = NULL;
7020         __mem_cgroup_clear_mc();
7021         spin_lock(&mc.lock);
7022         mc.from = NULL;
7023         mc.to = NULL;
7024         spin_unlock(&mc.lock);
7025         mem_cgroup_end_move(from);
7026 }
7027
7028 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
7029                                  struct cgroup_taskset *tset)
7030 {
7031         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
7032         int ret = 0;
7033         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
7034         unsigned long move_charge_at_immigrate;
7035
7036         /*
7037          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
7038          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
7039          * So we need to save it, and keep it going.
7040          */
7041         move_charge_at_immigrate  = memcg->move_charge_at_immigrate;
7042         if (move_charge_at_immigrate) {
7043                 struct mm_struct *mm;
7044                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
7045
7046                 VM_BUG_ON(from == memcg);
7047
7048                 mm = get_task_mm(p);
7049                 if (!mm)
7050                         return 0;
7051                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
7052                 if (mm->owner == p) {
7053                         VM_BUG_ON(mc.from);
7054                         VM_BUG_ON(mc.to);
7055                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
7056                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
7057                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
7058                         mem_cgroup_start_move(from);
7059                         spin_lock(&mc.lock);
7060                         mc.from = from;
7061                         mc.to = memcg;
7062                         mc.immigrate_flags = move_charge_at_immigrate;
7063                         spin_unlock(&mc.lock);
7064                         /* We set mc.moving_task later */
7065
7066                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
7067                         if (ret)
7068                                 mem_cgroup_clear_mc();
7069                 }
7070                 mmput(mm);
7071         }
7072         return ret;
7073 }
7074
7075 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
7076                                      struct cgroup_taskset *tset)
7077 {
7078         mem_cgroup_clear_mc();
7079 }
7080
7081 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
7082                                 unsigned long addr, unsigned long end,
7083                                 struct mm_walk *walk)
7084 {
7085         int ret = 0;
7086         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
7087         pte_t *pte;
7088         spinlock_t *ptl;
7089         enum mc_target_type target_type;
7090         union mc_target target;
7091         struct page *page;
7092         struct page_cgroup *pc;
7093
7094         /*
7095          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
7096          * happens because:
7097          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
7098          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
7099          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
7100          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
7101          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
7102          *    part of thp split is not executed yet.
7103          */
7104         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
7105                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
7106                         spin_unlock(ptl);
7107                         return 0;
7108                 }
7109                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
7110                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
7111                         page = target.page;
7112                         if (!isolate_lru_page(page)) {
7113                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
7114                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
7115                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
7116                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
7117                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
7118                                 }
7119                                 putback_lru_page(page);
7120                         }
7121                         put_page(page);
7122                 }
7123                 spin_unlock(ptl);
7124                 return 0;
7125         }
7126
7127         if (pmd_trans_unstable(pmd))
7128                 return 0;
7129 retry:
7130         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
7131         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
7132                 pte_t ptent = *(pte++);
7133                 swp_entry_t ent;
7134
7135                 if (!mc.precharge)
7136                         break;
7137
7138                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
7139                 case MC_TARGET_PAGE:
7140                         page = target.page;
7141                         if (isolate_lru_page(page))
7142                                 goto put;
7143                         pc = lookup_page_cgroup(page);
7144                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
7145                                                      mc.from, mc.to)) {
7146                                 mc.precharge--;
7147                                 /* we uncharge from mc.from later. */
7148                                 mc.moved_charge++;
7149                         }
7150                         putback_lru_page(page);
7151 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
7152                         put_page(page);
7153                         break;
7154                 case MC_TARGET_SWAP:
7155                         ent = target.ent;
7156                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
7157                                 mc.precharge--;
7158                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
7159                                 mc.moved_swap++;
7160                         }
7161                         break;
7162                 default:
7163                         break;
7164                 }
7165         }
7166         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
7167         cond_resched();
7168
7169         if (addr != end) {
7170                 /*
7171                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
7172                  * We try charge one by one, but don't do any additional
7173                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
7174                  * phase.
7175                  */
7176                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
7177                 if (!ret)
7178                         goto retry;
7179         }
7180
7181         return ret;
7182 }
7183
7184 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
7185 {
7186         struct vm_area_struct *vma;
7187
7188         lru_add_drain_all();
7189 retry:
7190         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
7191                 /*
7192                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
7193                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
7194                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
7195                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
7196                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
7197                  */
7198                 __mem_cgroup_clear_mc();
7199                 cond_resched();
7200                 goto retry;
7201         }
7202         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
7203                 int ret;
7204                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
7205                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
7206                         .mm = mm,
7207                         .private = vma,
7208                 };
7209                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
7210                         continue;
7211                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
7212                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
7213                 if (ret)
7214                         /*
7215                          * means we have consumed all precharges and failed in
7216                          * doing additional charge. Just abandon here.
7217                          */
7218                         break;
7219         }
7220         up_read(&mm->mmap_sem);
7221 }
7222
7223 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
7224                                  struct cgroup_taskset *tset)
7225 {
7226         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
7227         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
7228
7229         if (mm) {
7230                 if (mc.to)
7231                         mem_cgroup_move_charge(mm);
7232                 mmput(mm);
7233         }
7234         if (mc.to)
7235                 mem_cgroup_clear_mc();
7236 }
7237 #else   /* !CONFIG_MMU */
7238 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
7239                                  struct cgroup_taskset *tset)
7240 {
7241         return 0;
7242 }
7243 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
7244                                      struct cgroup_taskset *tset)
7245 {
7246 }
7247 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
7248                                  struct cgroup_taskset *tset)
7249 {
7250 }
7251 #endif
7252
7253 /*
7254  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
7255  * to verify sane_behavior flag on each mount attempt.
7256  */
7257 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
7258 {
7259         /*
7260          * use_hierarchy is forced with sane_behavior.  cgroup core
7261          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
7262          * on for the root memcg is enough.
7263          */
7264         if (cgroup_sane_behavior(root_css->cgroup))
7265                 mem_cgroup_from_css(root_css)->use_hierarchy = true;
7266 }
7267
7268 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
7269         .name = "memory",
7270         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
7271         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
7272         .css_online = mem_cgroup_css_online,
7273         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
7274         .css_free = mem_cgroup_css_free,
7275         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
7276         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
7277         .attach = mem_cgroup_move_task,
7278         .bind = mem_cgroup_bind,
7279         .base_cftypes = mem_cgroup_files,
7280         .early_init = 0,
7281 };
7282
7283 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
7284 static int __init enable_swap_account(char *s)
7285 {
7286         if (!strcmp(s, "1"))
7287                 really_do_swap_account = 1;
7288         else if (!strcmp(s, "0"))
7289                 really_do_swap_account = 0;
7290         return 1;
7291 }
7292 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
7293
7294 static void __init memsw_file_init(void)
7295 {
7296         WARN_ON(cgroup_add_cftypes(&mem_cgroup_subsys, memsw_cgroup_files));
7297 }
7298
7299 static void __init enable_swap_cgroup(void)
7300 {
7301         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
7302                 do_swap_account = 1;
7303                 memsw_file_init();
7304         }
7305 }
7306
7307 #else
7308 static void __init enable_swap_cgroup(void)
7309 {
7310 }
7311 #endif
7312
7313 /*
7314  * subsys_initcall() for memory controller.
7315  *
7316  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
7317  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
7318  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
7319  * be initialized from here.
7320  */
7321 static int __init mem_cgroup_init(void)
7322 {
7323         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
7324         enable_swap_cgroup();
7325         mem_cgroup_soft_limit_tree_init();
7326         memcg_stock_init();
7327         return 0;
7328 }
7329 subsys_initcall(mem_cgroup_init);