2bc3fbe931549bd728034b4c014531119c97e1e3
[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/sort.h>
49 #include <linux/fs.h>
50 #include <linux/seq_file.h>
51 #include <linux/vmalloc.h>
52 #include <linux/mm_inline.h>
53 #include <linux/page_cgroup.h>
54 #include <linux/cpu.h>
55 #include <linux/oom.h>
56 #include "internal.h"
57 #include <net/sock.h>
58 #include <net/ip.h>
59 #include <net/tcp_memcontrol.h>
60
61 #include <asm/uaccess.h>
62
63 #include <trace/events/vmscan.h>
64
65 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys __read_mostly;
66 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_subsys);
67
68 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
69 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
70
71 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
72 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
73 int do_swap_account __read_mostly;
74
75 /* for remember boot option*/
76 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
77 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
78 #else
79 static int really_do_swap_account __initdata = 0;
80 #endif
81
82 #else
83 #define do_swap_account         0
84 #endif
85
86
87 /*
88  * Statistics for memory cgroup.
89  */
90 enum mem_cgroup_stat_index {
91         /*
92          * For MEM_CONTAINER_TYPE_ALL, usage = pagecache + rss.
93          */
94         MEM_CGROUP_STAT_CACHE,     /* # of pages charged as cache */
95         MEM_CGROUP_STAT_RSS,       /* # of pages charged as anon rss */
96         MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED,  /* # of pages charged as file rss */
97         MEM_CGROUP_STAT_SWAP, /* # of pages, swapped out */
98         MEM_CGROUP_STAT_NSTATS,
99 };
100
101 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
102         "cache",
103         "rss",
104         "mapped_file",
105         "swap",
106 };
107
108 enum mem_cgroup_events_index {
109         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
110         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
111         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
112         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
113         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
114 };
115
116 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
117         "pgpgin",
118         "pgpgout",
119         "pgfault",
120         "pgmajfault",
121 };
122
123 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
124         "inactive_anon",
125         "active_anon",
126         "inactive_file",
127         "active_file",
128         "unevictable",
129 };
130
131 /*
132  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
133  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
134  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
135  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
136  */
137 enum mem_cgroup_events_target {
138         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
139         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
140         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
141         MEM_CGROUP_NTARGETS,
142 };
143 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
144 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
145 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
146
147 struct mem_cgroup_stat_cpu {
148         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
149         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
150         unsigned long nr_page_events;
151         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
152 };
153
154 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
155         /* css_id of the last scanned hierarchy member */
156         int position;
157         /* scan generation, increased every round-trip */
158         unsigned int generation;
159 };
160
161 /*
162  * per-zone information in memory controller.
163  */
164 struct mem_cgroup_per_zone {
165         struct lruvec           lruvec;
166         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
167
168         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
169
170         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
171         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
172                                                 /* the soft limit is exceeded*/
173         bool                    on_tree;
174         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
175                                                 /* use container_of        */
176 };
177
178 struct mem_cgroup_per_node {
179         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
180 };
181
182 struct mem_cgroup_lru_info {
183         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[0];
184 };
185
186 /*
187  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
188  * their hierarchy representation
189  */
190
191 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
192         struct rb_root rb_root;
193         spinlock_t lock;
194 };
195
196 struct mem_cgroup_tree_per_node {
197         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
198 };
199
200 struct mem_cgroup_tree {
201         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
202 };
203
204 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
205
206 struct mem_cgroup_threshold {
207         struct eventfd_ctx *eventfd;
208         u64 threshold;
209 };
210
211 /* For threshold */
212 struct mem_cgroup_threshold_ary {
213         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
214         int current_threshold;
215         /* Size of entries[] */
216         unsigned int size;
217         /* Array of thresholds */
218         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
219 };
220
221 struct mem_cgroup_thresholds {
222         /* Primary thresholds array */
223         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
224         /*
225          * Spare threshold array.
226          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
227          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
228          */
229         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
230 };
231
232 /* for OOM */
233 struct mem_cgroup_eventfd_list {
234         struct list_head list;
235         struct eventfd_ctx *eventfd;
236 };
237
238 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
239 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
240
241 /*
242  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
243  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
244  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
245  * to help the administrator determine what knobs to tune.
246  *
247  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
248  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
249  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
250  * a feature that will be implemented much later in the future.
251  */
252 struct mem_cgroup {
253         struct cgroup_subsys_state css;
254         /*
255          * the counter to account for memory usage
256          */
257         struct res_counter res;
258
259         union {
260                 /*
261                  * the counter to account for mem+swap usage.
262                  */
263                 struct res_counter memsw;
264
265                 /*
266                  * rcu_freeing is used only when freeing struct mem_cgroup,
267                  * so put it into a union to avoid wasting more memory.
268                  * It must be disjoint from the css field.  It could be
269                  * in a union with the res field, but res plays a much
270                  * larger part in mem_cgroup life than memsw, and might
271                  * be of interest, even at time of free, when debugging.
272                  * So share rcu_head with the less interesting memsw.
273                  */
274                 struct rcu_head rcu_freeing;
275                 /*
276                  * We also need some space for a worker in deferred freeing.
277                  * By the time we call it, rcu_freeing is no longer in use.
278                  */
279                 struct work_struct work_freeing;
280         };
281
282         /*
283          * the counter to account for kernel memory usage.
284          */
285         struct res_counter kmem;
286         /*
287          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
288          */
289         bool use_hierarchy;
290         unsigned long kmem_account_flags; /* See KMEM_ACCOUNTED_*, below */
291
292         bool            oom_lock;
293         atomic_t        under_oom;
294
295         atomic_t        refcnt;
296
297         int     swappiness;
298         /* OOM-Killer disable */
299         int             oom_kill_disable;
300
301         /* set when res.limit == memsw.limit */
302         bool            memsw_is_minimum;
303
304         /* protect arrays of thresholds */
305         struct mutex thresholds_lock;
306
307         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
308         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
309
310         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
311         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
312
313         /* For oom notifier event fd */
314         struct list_head oom_notify;
315
316         /*
317          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
318          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
319          */
320         unsigned long   move_charge_at_immigrate;
321         /*
322          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
323          */
324         atomic_t        moving_account;
325         /* taken only while moving_account > 0 */
326         spinlock_t      move_lock;
327         /*
328          * percpu counter.
329          */
330         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
331         /*
332          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
333          * See mem_cgroup_read_stat().
334          */
335         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
336         spinlock_t pcp_counter_lock;
337
338 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
339         struct tcp_memcontrol tcp_mem;
340 #endif
341 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
342         /* analogous to slab_common's slab_caches list. per-memcg */
343         struct list_head memcg_slab_caches;
344         /* Not a spinlock, we can take a lot of time walking the list */
345         struct mutex slab_caches_mutex;
346         /* Index in the kmem_cache->memcg_params->memcg_caches array */
347         int kmemcg_id;
348 #endif
349
350         int last_scanned_node;
351 #if MAX_NUMNODES > 1
352         nodemask_t      scan_nodes;
353         atomic_t        numainfo_events;
354         atomic_t        numainfo_updating;
355 #endif
356         /*
357          * Per cgroup active and inactive list, similar to the
358          * per zone LRU lists.
359          *
360          * WARNING: This has to be the last element of the struct. Don't
361          * add new fields after this point.
362          */
363         struct mem_cgroup_lru_info info;
364 };
365
366 static size_t memcg_size(void)
367 {
368         return sizeof(struct mem_cgroup) +
369                 nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node);
370 }
371
372 /* internal only representation about the status of kmem accounting. */
373 enum {
374         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE = 0, /* accounted by this cgroup itself */
375         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, /* static key enabled. */
376         KMEM_ACCOUNTED_DEAD, /* dead memcg with pending kmem charges */
377 };
378
379 /* We account when limit is on, but only after call sites are patched */
380 #define KMEM_ACCOUNTED_MASK \
381                 ((1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE) | (1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED))
382
383 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
384 static inline void memcg_kmem_set_active(struct mem_cgroup *memcg)
385 {
386         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
387 }
388
389 static bool memcg_kmem_is_active(struct mem_cgroup *memcg)
390 {
391         return test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
392 }
393
394 static void memcg_kmem_set_activated(struct mem_cgroup *memcg)
395 {
396         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
397 }
398
399 static void memcg_kmem_clear_activated(struct mem_cgroup *memcg)
400 {
401         clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
402 }
403
404 static void memcg_kmem_mark_dead(struct mem_cgroup *memcg)
405 {
406         if (test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags))
407                 set_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD, &memcg->kmem_account_flags);
408 }
409
410 static bool memcg_kmem_test_and_clear_dead(struct mem_cgroup *memcg)
411 {
412         return test_and_clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD,
413                                   &memcg->kmem_account_flags);
414 }
415 #endif
416
417 /* Stuffs for move charges at task migration. */
418 /*
419  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" and
420  * "immigrate_flags" are treated as a left-shifted bitmap of these types.
421  */
422 enum move_type {
423         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
424         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
425         NR_MOVE_TYPE,
426 };
427
428 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
429 static struct move_charge_struct {
430         spinlock_t        lock; /* for from, to */
431         struct mem_cgroup *from;
432         struct mem_cgroup *to;
433         unsigned long immigrate_flags;
434         unsigned long precharge;
435         unsigned long moved_charge;
436         unsigned long moved_swap;
437         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
438         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
439 } mc = {
440         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
441         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
442 };
443
444 static bool move_anon(void)
445 {
446         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON, &mc.immigrate_flags);
447 }
448
449 static bool move_file(void)
450 {
451         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE, &mc.immigrate_flags);
452 }
453
454 /*
455  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
456  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
457  */
458 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
459 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
460
461 enum charge_type {
462         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
463         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
464         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
465         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
466         NR_CHARGE_TYPE,
467 };
468
469 /* for encoding cft->private value on file */
470 enum res_type {
471         _MEM,
472         _MEMSWAP,
473         _OOM_TYPE,
474         _KMEM,
475 };
476
477 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
478 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
479 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
480 /* Used for OOM nofiier */
481 #define OOM_CONTROL             (0)
482
483 /*
484  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
485  */
486 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
487 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
488 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
489 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
490
491 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg);
492 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg);
493
494 static inline
495 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
496 {
497         return container_of(s, struct mem_cgroup, css);
498 }
499
500 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
501 {
502         return (memcg == root_mem_cgroup);
503 }
504
505 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
506 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
507
508 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
509 {
510         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
511                 struct mem_cgroup *memcg;
512                 struct cg_proto *cg_proto;
513
514                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
515
516                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
517                  * filled. It won't however, necessarily happen from
518                  * process context. So the test for root memcg given
519                  * the current task's memcg won't help us in this case.
520                  *
521                  * Respecting the original socket's memcg is a better
522                  * decision in this case.
523                  */
524                 if (sk->sk_cgrp) {
525                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
526                         mem_cgroup_get(sk->sk_cgrp->memcg);
527                         return;
528                 }
529
530                 rcu_read_lock();
531                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
532                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
533                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) && memcg_proto_active(cg_proto)) {
534                         mem_cgroup_get(memcg);
535                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
536                 }
537                 rcu_read_unlock();
538         }
539 }
540 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
541
542 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
543 {
544         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
545                 struct mem_cgroup *memcg;
546                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
547                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
548                 mem_cgroup_put(memcg);
549         }
550 }
551
552 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
553 {
554         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
555                 return NULL;
556
557         return &memcg->tcp_mem.cg_proto;
558 }
559 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
560
561 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
562 {
563         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem.cg_proto))
564                 return;
565         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
566 }
567 #else
568 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
569 {
570 }
571 #endif
572
573 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
574 /*
575  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params->memcg_caches.
576  * There are two main reasons for not using the css_id for this:
577  *  1) this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
578  *     but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
579  *     memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
580  *     200 entry array for that.
581  *
582  *  2) In order not to violate the cgroup API, we would like to do all memory
583  *     allocation in ->create(). At that point, we haven't yet allocated the
584  *     css_id. Having a separate index prevents us from messing with the cgroup
585  *     core for this
586  *
587  * The current size of the caches array is stored in
588  * memcg_limited_groups_array_size.  It will double each time we have to
589  * increase it.
590  */
591 static DEFINE_IDA(kmem_limited_groups);
592 int memcg_limited_groups_array_size;
593
594 /*
595  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
596  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
597  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
598  * tunable, but that is strictly not necessary.
599  *
600  * MAX_SIZE should be as large as the number of css_ids. Ideally, we could get
601  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
602  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
603  * css_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
604  * increase ours as well if it increases.
605  */
606 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
607 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE 65535
608
609 /*
610  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
611  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
612  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
613  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
614  */
615 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
616 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
617
618 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
619 {
620         if (memcg_kmem_is_active(memcg)) {
621                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
622                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg->kmemcg_id);
623         }
624         /*
625          * This check can't live in kmem destruction function,
626          * since the charges will outlive the cgroup
627          */
628         WARN_ON(res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0);
629 }
630 #else
631 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
632 {
633 }
634 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
635
636 static void disarm_static_keys(struct mem_cgroup *memcg)
637 {
638         disarm_sock_keys(memcg);
639         disarm_kmem_keys(memcg);
640 }
641
642 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
643
644 static struct mem_cgroup_per_zone *
645 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
646 {
647         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
648         return &memcg->info.nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
649 }
650
651 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
652 {
653         return &memcg->css;
654 }
655
656 static struct mem_cgroup_per_zone *
657 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
658 {
659         int nid = page_to_nid(page);
660         int zid = page_zonenum(page);
661
662         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
663 }
664
665 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
666 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
667 {
668         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
669 }
670
671 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
672 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
673 {
674         int nid = page_to_nid(page);
675         int zid = page_zonenum(page);
676
677         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
678 }
679
680 static void
681 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
682                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
683                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
684                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
685 {
686         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
687         struct rb_node *parent = NULL;
688         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
689
690         if (mz->on_tree)
691                 return;
692
693         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
694         if (!mz->usage_in_excess)
695                 return;
696         while (*p) {
697                 parent = *p;
698                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
699                                         tree_node);
700                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
701                         p = &(*p)->rb_left;
702                 /*
703                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
704                  * limit by the same amount
705                  */
706                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
707                         p = &(*p)->rb_right;
708         }
709         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
710         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
711         mz->on_tree = true;
712 }
713
714 static void
715 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
716                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
717                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
718 {
719         if (!mz->on_tree)
720                 return;
721         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
722         mz->on_tree = false;
723 }
724
725 static void
726 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
727                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
728                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
729 {
730         spin_lock(&mctz->lock);
731         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
732         spin_unlock(&mctz->lock);
733 }
734
735
736 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
737 {
738         unsigned long long excess;
739         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
740         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
741         int nid = page_to_nid(page);
742         int zid = page_zonenum(page);
743         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
744
745         /*
746          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
747          * because their event counter is not touched.
748          */
749         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
750                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
751                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
752                 /*
753                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
754                  * mem is over its softlimit.
755                  */
756                 if (excess || mz->on_tree) {
757                         spin_lock(&mctz->lock);
758                         /* if on-tree, remove it */
759                         if (mz->on_tree)
760                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
761                         /*
762                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
763                          * If excess is 0, no tree ops.
764                          */
765                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
766                         spin_unlock(&mctz->lock);
767                 }
768         }
769 }
770
771 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
772 {
773         int node, zone;
774         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
775         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
776
777         for_each_node(node) {
778                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
779                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
780                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
781                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
782                 }
783         }
784 }
785
786 static struct mem_cgroup_per_zone *
787 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
788 {
789         struct rb_node *rightmost = NULL;
790         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
791
792 retry:
793         mz = NULL;
794         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
795         if (!rightmost)
796                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
797
798         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
799         /*
800          * Remove the node now but someone else can add it back,
801          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
802          * position in the tree.
803          */
804         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
805         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
806                 !css_tryget(&mz->memcg->css))
807                 goto retry;
808 done:
809         return mz;
810 }
811
812 static struct mem_cgroup_per_zone *
813 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
814 {
815         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
816
817         spin_lock(&mctz->lock);
818         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
819         spin_unlock(&mctz->lock);
820         return mz;
821 }
822
823 /*
824  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
825  *
826  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
827  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
828  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
829  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
830  *
831  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
832  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
833  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
834  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
835  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
836  *
837  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
838  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
839  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
840  * implemented.
841  */
842 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
843                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
844 {
845         long val = 0;
846         int cpu;
847
848         get_online_cpus();
849         for_each_online_cpu(cpu)
850                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
851 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
852         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
853         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
854         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
855 #endif
856         put_online_cpus();
857         return val;
858 }
859
860 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
861                                          bool charge)
862 {
863         int val = (charge) ? 1 : -1;
864         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
865 }
866
867 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
868                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
869 {
870         unsigned long val = 0;
871         int cpu;
872
873         for_each_online_cpu(cpu)
874                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
875 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
876         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
877         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
878         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
879 #endif
880         return val;
881 }
882
883 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
884                                          bool anon, int nr_pages)
885 {
886         preempt_disable();
887
888         /*
889          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
890          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
891          */
892         if (anon)
893                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
894                                 nr_pages);
895         else
896                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
897                                 nr_pages);
898
899         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
900         if (nr_pages > 0)
901                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
902         else {
903                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
904                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
905         }
906
907         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
908
909         preempt_enable();
910 }
911
912 unsigned long
913 mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
914 {
915         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
916
917         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
918         return mz->lru_size[lru];
919 }
920
921 static unsigned long
922 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
923                         unsigned int lru_mask)
924 {
925         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
926         enum lru_list lru;
927         unsigned long ret = 0;
928
929         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
930
931         for_each_lru(lru) {
932                 if (BIT(lru) & lru_mask)
933                         ret += mz->lru_size[lru];
934         }
935         return ret;
936 }
937
938 static unsigned long
939 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
940                         int nid, unsigned int lru_mask)
941 {
942         u64 total = 0;
943         int zid;
944
945         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
946                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
947                                                 nid, zid, lru_mask);
948
949         return total;
950 }
951
952 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
953                         unsigned int lru_mask)
954 {
955         int nid;
956         u64 total = 0;
957
958         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
959                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
960         return total;
961 }
962
963 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
964                                        enum mem_cgroup_events_target target)
965 {
966         unsigned long val, next;
967
968         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
969         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
970         /* from time_after() in jiffies.h */
971         if ((long)next - (long)val < 0) {
972                 switch (target) {
973                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
974                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
975                         break;
976                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
977                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
978                         break;
979                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
980                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
981                         break;
982                 default:
983                         break;
984                 }
985                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
986                 return true;
987         }
988         return false;
989 }
990
991 /*
992  * Check events in order.
993  *
994  */
995 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
996 {
997         preempt_disable();
998         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
999         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1000                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
1001                 bool do_softlimit;
1002                 bool do_numainfo __maybe_unused;
1003
1004                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1005                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
1006 #if MAX_NUMNODES > 1
1007                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1008                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
1009 #endif
1010                 preempt_enable();
1011
1012                 mem_cgroup_threshold(memcg);
1013                 if (unlikely(do_softlimit))
1014                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
1015 #if MAX_NUMNODES > 1
1016                 if (unlikely(do_numainfo))
1017                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
1018 #endif
1019         } else
1020                 preempt_enable();
1021 }
1022
1023 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_cont(struct cgroup *cont)
1024 {
1025         return mem_cgroup_from_css(
1026                 cgroup_subsys_state(cont, mem_cgroup_subsys_id));
1027 }
1028
1029 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1030 {
1031         /*
1032          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1033          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1034          * So this can be called with p == NULL.
1035          */
1036         if (unlikely(!p))
1037                 return NULL;
1038
1039         return mem_cgroup_from_css(task_subsys_state(p, mem_cgroup_subsys_id));
1040 }
1041
1042 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1043 {
1044         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1045
1046         if (!mm)
1047                 return NULL;
1048         /*
1049          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
1050          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
1051          * pessimistic (rather than adding locks here).
1052          */
1053         rcu_read_lock();
1054         do {
1055                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1056                 if (unlikely(!memcg))
1057                         break;
1058         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1059         rcu_read_unlock();
1060         return memcg;
1061 }
1062
1063 /**
1064  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1065  * @root: hierarchy root
1066  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1067  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1068  *
1069  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1070  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1071  *
1072  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1073  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1074  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1075  *
1076  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
1077  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1078  * reclaimers operating on the same zone and priority.
1079  */
1080 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1081                                    struct mem_cgroup *prev,
1082                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1083 {
1084         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1085         int id = 0;
1086
1087         if (mem_cgroup_disabled())
1088                 return NULL;
1089
1090         if (!root)
1091                 root = root_mem_cgroup;
1092
1093         if (prev && !reclaim)
1094                 id = css_id(&prev->css);
1095
1096         if (prev && prev != root)
1097                 css_put(&prev->css);
1098
1099         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1100                 if (prev)
1101                         return NULL;
1102                 return root;
1103         }
1104
1105         while (!memcg) {
1106                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1107                 struct cgroup_subsys_state *css;
1108
1109                 if (reclaim) {
1110                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
1111                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
1112                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1113
1114                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
1115                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
1116                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1117                                 return NULL;
1118                         id = iter->position;
1119                 }
1120
1121                 rcu_read_lock();
1122                 css = css_get_next(&mem_cgroup_subsys, id + 1, &root->css, &id);
1123                 if (css) {
1124                         if (css == &root->css || css_tryget(css))
1125                                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1126                 } else
1127                         id = 0;
1128                 rcu_read_unlock();
1129
1130                 if (reclaim) {
1131                         iter->position = id;
1132                         if (!css)
1133                                 iter->generation++;
1134                         else if (!prev && memcg)
1135                                 reclaim->generation = iter->generation;
1136                 }
1137
1138                 if (prev && !css)
1139                         return NULL;
1140         }
1141         return memcg;
1142 }
1143
1144 /**
1145  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1146  * @root: hierarchy root
1147  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1148  */
1149 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1150                            struct mem_cgroup *prev)
1151 {
1152         if (!root)
1153                 root = root_mem_cgroup;
1154         if (prev && prev != root)
1155                 css_put(&prev->css);
1156 }
1157
1158 /*
1159  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1160  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1161  * be used for reference counting.
1162  */
1163 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1164         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1165              iter != NULL;                              \
1166              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1167
1168 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1169         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1170              iter != NULL;                              \
1171              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1172
1173 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1174 {
1175         struct mem_cgroup *memcg;
1176
1177         rcu_read_lock();
1178         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1179         if (unlikely(!memcg))
1180                 goto out;
1181
1182         switch (idx) {
1183         case PGFAULT:
1184                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1185                 break;
1186         case PGMAJFAULT:
1187                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1188                 break;
1189         default:
1190                 BUG();
1191         }
1192 out:
1193         rcu_read_unlock();
1194 }
1195 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1196
1197 /**
1198  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1199  * @zone: zone of the wanted lruvec
1200  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1201  *
1202  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1203  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1204  * is disabled.
1205  */
1206 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1207                                       struct mem_cgroup *memcg)
1208 {
1209         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1210         struct lruvec *lruvec;
1211
1212         if (mem_cgroup_disabled()) {
1213                 lruvec = &zone->lruvec;
1214                 goto out;
1215         }
1216
1217         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1218         lruvec = &mz->lruvec;
1219 out:
1220         /*
1221          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1222          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1223          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1224          */
1225         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1226                 lruvec->zone = zone;
1227         return lruvec;
1228 }
1229
1230 /*
1231  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1232  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1233  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1234  *
1235  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1236  * 1. charge
1237  * 2. moving account
1238  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1239  * It is added to LRU before charge.
1240  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1241  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1242  */
1243
1244 /**
1245  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1246  * @page: the page
1247  * @zone: zone of the page
1248  */
1249 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1250 {
1251         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1252         struct mem_cgroup *memcg;
1253         struct page_cgroup *pc;
1254         struct lruvec *lruvec;
1255
1256         if (mem_cgroup_disabled()) {
1257                 lruvec = &zone->lruvec;
1258                 goto out;
1259         }
1260
1261         pc = lookup_page_cgroup(page);
1262         memcg = pc->mem_cgroup;
1263
1264         /*
1265          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1266          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1267          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1268          *
1269          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1270          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1271          * of pc->mem_cgroup safe.
1272          */
1273         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1274                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1275
1276         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1277         lruvec = &mz->lruvec;
1278 out:
1279         /*
1280          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1281          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1282          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1283          */
1284         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1285                 lruvec->zone = zone;
1286         return lruvec;
1287 }
1288
1289 /**
1290  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1291  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1292  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1293  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1294  *
1295  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1296  * lru list.
1297  */
1298 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1299                                 int nr_pages)
1300 {
1301         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1302         unsigned long *lru_size;
1303
1304         if (mem_cgroup_disabled())
1305                 return;
1306
1307         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1308         lru_size = mz->lru_size + lru;
1309         *lru_size += nr_pages;
1310         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1311 }
1312
1313 /*
1314  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1315  * hierarchy subtree
1316  */
1317 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1318                                   struct mem_cgroup *memcg)
1319 {
1320         if (root_memcg == memcg)
1321                 return true;
1322         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1323                 return false;
1324         return css_is_ancestor(&memcg->css, &root_memcg->css);
1325 }
1326
1327 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1328                                        struct mem_cgroup *memcg)
1329 {
1330         bool ret;
1331
1332         rcu_read_lock();
1333         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1334         rcu_read_unlock();
1335         return ret;
1336 }
1337
1338 int task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, const struct mem_cgroup *memcg)
1339 {
1340         int ret;
1341         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1342         struct task_struct *p;
1343
1344         p = find_lock_task_mm(task);
1345         if (p) {
1346                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1347                 task_unlock(p);
1348         } else {
1349                 /*
1350                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1351                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1352                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1353                  */
1354                 task_lock(task);
1355                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1356                 if (curr)
1357                         css_get(&curr->css);
1358                 task_unlock(task);
1359         }
1360         if (!curr)
1361                 return 0;
1362         /*
1363          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1364          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1365          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1366          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1367          */
1368         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1369         css_put(&curr->css);
1370         return ret;
1371 }
1372
1373 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1374 {
1375         unsigned long inactive_ratio;
1376         unsigned long inactive;
1377         unsigned long active;
1378         unsigned long gb;
1379
1380         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1381         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1382
1383         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1384         if (gb)
1385                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1386         else
1387                 inactive_ratio = 1;
1388
1389         return inactive * inactive_ratio < active;
1390 }
1391
1392 int mem_cgroup_inactive_file_is_low(struct lruvec *lruvec)
1393 {
1394         unsigned long active;
1395         unsigned long inactive;
1396
1397         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE);
1398         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_FILE);
1399
1400         return (active > inactive);
1401 }
1402
1403 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1404         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1405
1406 /**
1407  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1408  * @memcg: the memory cgroup
1409  *
1410  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1411  * pages.
1412  */
1413 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1414 {
1415         unsigned long long margin;
1416
1417         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1418         if (do_swap_account)
1419                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1420         return margin >> PAGE_SHIFT;
1421 }
1422
1423 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1424 {
1425         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
1426
1427         /* root ? */
1428         if (cgrp->parent == NULL)
1429                 return vm_swappiness;
1430
1431         return memcg->swappiness;
1432 }
1433
1434 /*
1435  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1436  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1437  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1438  * rcu_read_lock(), like this:
1439  *
1440  *         CPU-A                                    CPU-B
1441  *                                              rcu_read_lock()
1442  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1443  *                                                   take heavy locks.
1444  *         synchronize_rcu()                    update something.
1445  *                                              rcu_read_unlock()
1446  *         start move here.
1447  */
1448
1449 /* for quick checking without looking up memcg */
1450 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1451
1452 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1453 {
1454         atomic_inc(&memcg_moving);
1455         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1456         synchronize_rcu();
1457 }
1458
1459 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1460 {
1461         /*
1462          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1463          * We check NULL in callee rather than caller.
1464          */
1465         if (memcg) {
1466                 atomic_dec(&memcg_moving);
1467                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1468         }
1469 }
1470
1471 /*
1472  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1473  *
1474  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1475  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1476  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1477  *
1478  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1479  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1480  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1481  */
1482
1483 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1484 {
1485         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1486         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1487 }
1488
1489 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1490 {
1491         struct mem_cgroup *from;
1492         struct mem_cgroup *to;
1493         bool ret = false;
1494         /*
1495          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1496          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1497          */
1498         spin_lock(&mc.lock);
1499         from = mc.from;
1500         to = mc.to;
1501         if (!from)
1502                 goto unlock;
1503
1504         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1505                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1506 unlock:
1507         spin_unlock(&mc.lock);
1508         return ret;
1509 }
1510
1511 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1512 {
1513         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1514                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1515                         DEFINE_WAIT(wait);
1516                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1517                         /* moving charge context might have finished. */
1518                         if (mc.moving_task)
1519                                 schedule();
1520                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1521                         return true;
1522                 }
1523         }
1524         return false;
1525 }
1526
1527 /*
1528  * Take this lock when
1529  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1530  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1531  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1532  */
1533 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1534                                   unsigned long *flags)
1535 {
1536         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1537 }
1538
1539 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1540                                 unsigned long *flags)
1541 {
1542         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1543 }
1544
1545 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1546 /**
1547  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1548  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1549  * @p: Task that is going to be killed
1550  *
1551  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1552  * enabled
1553  */
1554 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1555 {
1556         struct cgroup *task_cgrp;
1557         struct cgroup *mem_cgrp;
1558         /*
1559          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1560          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1561          * If this assumption is broken, revisit this code.
1562          */
1563         static char memcg_name[PATH_MAX];
1564         int ret;
1565         struct mem_cgroup *iter;
1566         unsigned int i;
1567
1568         if (!p)
1569                 return;
1570
1571         rcu_read_lock();
1572
1573         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1574         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1575
1576         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1577         if (ret < 0) {
1578                 /*
1579                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1580                  * But we'll still print out the usage information
1581                  */
1582                 rcu_read_unlock();
1583                 goto done;
1584         }
1585         rcu_read_unlock();
1586
1587         pr_info("Task in %s killed", memcg_name);
1588
1589         rcu_read_lock();
1590         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1591         if (ret < 0) {
1592                 rcu_read_unlock();
1593                 goto done;
1594         }
1595         rcu_read_unlock();
1596
1597         /*
1598          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1599          */
1600         pr_cont(" as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1601 done:
1602
1603         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1604                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1605                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1606                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1607         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1608                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1609                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1610                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1611         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1612                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) >> 10,
1613                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_LIMIT) >> 10,
1614                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_FAILCNT));
1615
1616         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1617                 pr_info("Memory cgroup stats");
1618
1619                 rcu_read_lock();
1620                 ret = cgroup_path(iter->css.cgroup, memcg_name, PATH_MAX);
1621                 if (!ret)
1622                         pr_cont(" for %s", memcg_name);
1623                 rcu_read_unlock();
1624                 pr_cont(":");
1625
1626                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1627                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1628                                 continue;
1629                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1630                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1631                 }
1632
1633                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1634                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1635                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1636
1637                 pr_cont("\n");
1638         }
1639 }
1640
1641 /*
1642  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1643  * 1(self count) if no children.
1644  */
1645 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1646 {
1647         int num = 0;
1648         struct mem_cgroup *iter;
1649
1650         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1651                 num++;
1652         return num;
1653 }
1654
1655 /*
1656  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1657  */
1658 static u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1659 {
1660         u64 limit;
1661
1662         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1663
1664         /*
1665          * Do not consider swap space if we cannot swap due to swappiness
1666          */
1667         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1668                 u64 memsw;
1669
1670                 limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1671                 memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1672
1673                 /*
1674                  * If memsw is finite and limits the amount of swap space
1675                  * available to this memcg, return that limit.
1676                  */
1677                 limit = min(limit, memsw);
1678         }
1679
1680         return limit;
1681 }
1682
1683 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1684                                      int order)
1685 {
1686         struct mem_cgroup *iter;
1687         unsigned long chosen_points = 0;
1688         unsigned long totalpages;
1689         unsigned int points = 0;
1690         struct task_struct *chosen = NULL;
1691
1692         /*
1693          * If current has a pending SIGKILL, then automatically select it.  The
1694          * goal is to allow it to allocate so that it may quickly exit and free
1695          * its memory.
1696          */
1697         if (fatal_signal_pending(current)) {
1698                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1699                 return;
1700         }
1701
1702         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1703         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) >> PAGE_SHIFT ? : 1;
1704         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1705                 struct cgroup *cgroup = iter->css.cgroup;
1706                 struct cgroup_iter it;
1707                 struct task_struct *task;
1708
1709                 cgroup_iter_start(cgroup, &it);
1710                 while ((task = cgroup_iter_next(cgroup, &it))) {
1711                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1712                                                         false)) {
1713                         case OOM_SCAN_SELECT:
1714                                 if (chosen)
1715                                         put_task_struct(chosen);
1716                                 chosen = task;
1717                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1718                                 get_task_struct(chosen);
1719                                 /* fall through */
1720                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1721                                 continue;
1722                         case OOM_SCAN_ABORT:
1723                                 cgroup_iter_end(cgroup, &it);
1724                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1725                                 if (chosen)
1726                                         put_task_struct(chosen);
1727                                 return;
1728                         case OOM_SCAN_OK:
1729                                 break;
1730                         };
1731                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1732                         if (points > chosen_points) {
1733                                 if (chosen)
1734                                         put_task_struct(chosen);
1735                                 chosen = task;
1736                                 chosen_points = points;
1737                                 get_task_struct(chosen);
1738                         }
1739                 }
1740                 cgroup_iter_end(cgroup, &it);
1741         }
1742
1743         if (!chosen)
1744                 return;
1745         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1746         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1747                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1748 }
1749
1750 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1751                                         gfp_t gfp_mask,
1752                                         unsigned long flags)
1753 {
1754         unsigned long total = 0;
1755         bool noswap = false;
1756         int loop;
1757
1758         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1759                 noswap = true;
1760         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1761                 noswap = true;
1762
1763         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1764                 if (loop)
1765                         drain_all_stock_async(memcg);
1766                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1767                 /*
1768                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1769                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1770                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1771                  */
1772                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1773                         break;
1774                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1775                         break;
1776                 /*
1777                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1778                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1779                  */
1780                 if (loop && !total)
1781                         break;
1782         }
1783         return total;
1784 }
1785
1786 /**
1787  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1788  * @memcg: the target memcg
1789  * @nid: the node ID to be checked.
1790  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1791  *
1792  * This function returns whether the specified memcg contains any
1793  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1794  * pages in the node.
1795  */
1796 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1797                 int nid, bool noswap)
1798 {
1799         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1800                 return true;
1801         if (noswap || !total_swap_pages)
1802                 return false;
1803         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1804                 return true;
1805         return false;
1806
1807 }
1808 #if MAX_NUMNODES > 1
1809
1810 /*
1811  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1812  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1813  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1814  *
1815  */
1816 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1817 {
1818         int nid;
1819         /*
1820          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1821          * pagein/pageout changes since the last update.
1822          */
1823         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1824                 return;
1825         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1826                 return;
1827
1828         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1829         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1830
1831         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1832
1833                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1834                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1835         }
1836
1837         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1838         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1839 }
1840
1841 /*
1842  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1843  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1844  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1845  *
1846  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1847  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1848  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1849  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1850  *
1851  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1852  */
1853 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1854 {
1855         int node;
1856
1857         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1858         node = memcg->last_scanned_node;
1859
1860         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1861         if (node == MAX_NUMNODES)
1862                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1863         /*
1864          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1865          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1866          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1867          * we use curret node.
1868          */
1869         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1870                 node = numa_node_id();
1871
1872         memcg->last_scanned_node = node;
1873         return node;
1874 }
1875
1876 /*
1877  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1878  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1879  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1880  * enough new information. We need to do double check.
1881  */
1882 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1883 {
1884         int nid;
1885
1886         /*
1887          * quick check...making use of scan_node.
1888          * We can skip unused nodes.
1889          */
1890         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1891                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1892                      nid < MAX_NUMNODES;
1893                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1894
1895                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1896                                 return true;
1897                 }
1898         }
1899         /*
1900          * Check rest of nodes.
1901          */
1902         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
1903                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1904                         continue;
1905                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1906                         return true;
1907         }
1908         return false;
1909 }
1910
1911 #else
1912 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1913 {
1914         return 0;
1915 }
1916
1917 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1918 {
1919         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
1920 }
1921 #endif
1922
1923 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1924                                    struct zone *zone,
1925                                    gfp_t gfp_mask,
1926                                    unsigned long *total_scanned)
1927 {
1928         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1929         int total = 0;
1930         int loop = 0;
1931         unsigned long excess;
1932         unsigned long nr_scanned;
1933         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1934                 .zone = zone,
1935                 .priority = 0,
1936         };
1937
1938         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
1939
1940         while (1) {
1941                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1942                 if (!victim) {
1943                         loop++;
1944                         if (loop >= 2) {
1945                                 /*
1946                                  * If we have not been able to reclaim
1947                                  * anything, it might because there are
1948                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1949                                  */
1950                                 if (!total)
1951                                         break;
1952                                 /*
1953                                  * We want to do more targeted reclaim.
1954                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1955                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1956                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1957                                  */
1958                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1959                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1960                                         break;
1961                         }
1962                         continue;
1963                 }
1964                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
1965                         continue;
1966                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1967                                                      zone, &nr_scanned);
1968                 *total_scanned += nr_scanned;
1969                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
1970                         break;
1971         }
1972         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1973         return total;
1974 }
1975
1976 /*
1977  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1978  * If someone is running, return false.
1979  * Has to be called with memcg_oom_lock
1980  */
1981 static bool mem_cgroup_oom_lock(struct mem_cgroup *memcg)
1982 {
1983         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1984
1985         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1986                 if (iter->oom_lock) {
1987                         /*
1988                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1989                          * so we cannot give a lock.
1990                          */
1991                         failed = iter;
1992                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1993                         break;
1994                 } else
1995                         iter->oom_lock = true;
1996         }
1997
1998         if (!failed)
1999                 return true;
2000
2001         /*
2002          * OK, we failed to lock the whole subtree so we have to clean up
2003          * what we set up to the failing subtree
2004          */
2005         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2006                 if (iter == failed) {
2007                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2008                         break;
2009                 }
2010                 iter->oom_lock = false;
2011         }
2012         return false;
2013 }
2014
2015 /*
2016  * Has to be called with memcg_oom_lock
2017  */
2018 static int mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
2019 {
2020         struct mem_cgroup *iter;
2021
2022         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2023                 iter->oom_lock = false;
2024         return 0;
2025 }
2026
2027 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2028 {
2029         struct mem_cgroup *iter;
2030
2031         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2032                 atomic_inc(&iter->under_oom);
2033 }
2034
2035 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2036 {
2037         struct mem_cgroup *iter;
2038
2039         /*
2040          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
2041          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
2042          * atomic_add_unless() here.
2043          */
2044         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2045                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
2046 }
2047
2048 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
2049 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
2050
2051 struct oom_wait_info {
2052         struct mem_cgroup *memcg;
2053         wait_queue_t    wait;
2054 };
2055
2056 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
2057         unsigned mode, int sync, void *arg)
2058 {
2059         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
2060         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
2061         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
2062
2063         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
2064         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
2065
2066         /*
2067          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
2068          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
2069          */
2070         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
2071                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
2072                 return 0;
2073         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
2074 }
2075
2076 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2077 {
2078         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
2079         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
2080 }
2081
2082 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
2083 {
2084         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
2085                 memcg_wakeup_oom(memcg);
2086 }
2087
2088 /*
2089  * try to call OOM killer. returns false if we should exit memory-reclaim loop.
2090  */
2091 static bool mem_cgroup_handle_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask,
2092                                   int order)
2093 {
2094         struct oom_wait_info owait;
2095         bool locked, need_to_kill;
2096
2097         owait.memcg = memcg;
2098         owait.wait.flags = 0;
2099         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2100         owait.wait.private = current;
2101         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
2102         need_to_kill = true;
2103         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2104
2105         /* At first, try to OOM lock hierarchy under memcg.*/
2106         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2107         locked = mem_cgroup_oom_lock(memcg);
2108         /*
2109          * Even if signal_pending(), we can't quit charge() loop without
2110          * accounting. So, UNINTERRUPTIBLE is appropriate. But SIGKILL
2111          * under OOM is always welcomed, use TASK_KILLABLE here.
2112          */
2113         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2114         if (!locked || memcg->oom_kill_disable)
2115                 need_to_kill = false;
2116         if (locked)
2117                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2118         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2119
2120         if (need_to_kill) {
2121                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2122                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order);
2123         } else {
2124                 schedule();
2125                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2126         }
2127         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2128         if (locked)
2129                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2130         memcg_wakeup_oom(memcg);
2131         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2132
2133         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2134
2135         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
2136                 return false;
2137         /* Give chance to dying process */
2138         schedule_timeout_uninterruptible(1);
2139         return true;
2140 }
2141
2142 /*
2143  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
2144  * generalized to update other statistics as well.
2145  *
2146  * Notes: Race condition
2147  *
2148  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
2149  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
2150  * to do so _always_.
2151  *
2152  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
2153  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
2154  * are no race with "charge".
2155  *
2156  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
2157  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
2158  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
2159  * by flags.
2160  *
2161  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
2162  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
2163  * If there is, we take a lock.
2164  */
2165
2166 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
2167                                 bool *locked, unsigned long *flags)
2168 {
2169         struct mem_cgroup *memcg;
2170         struct page_cgroup *pc;
2171
2172         pc = lookup_page_cgroup(page);
2173 again:
2174         memcg = pc->mem_cgroup;
2175         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2176                 return;
2177         /*
2178          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
2179          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
2180          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
2181          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
2182          */
2183         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
2184                 return;
2185
2186         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2187         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2188                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2189                 goto again;
2190         }
2191         *locked = true;
2192 }
2193
2194 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
2195 {
2196         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2197
2198         /*
2199          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
2200          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
2201          * should take move_lock_mem_cgroup().
2202          */
2203         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
2204 }
2205
2206 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
2207                                  enum mem_cgroup_page_stat_item idx, int val)
2208 {
2209         struct mem_cgroup *memcg;
2210         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2211         unsigned long uninitialized_var(flags);
2212
2213         if (mem_cgroup_disabled())
2214                 return;
2215
2216         memcg = pc->mem_cgroup;
2217         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2218                 return;
2219
2220         switch (idx) {
2221         case MEMCG_NR_FILE_MAPPED:
2222                 idx = MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED;
2223                 break;
2224         default:
2225                 BUG();
2226         }
2227
2228         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2229 }
2230
2231 /*
2232  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2233  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2234  */
2235 #define CHARGE_BATCH    32U
2236 struct memcg_stock_pcp {
2237         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2238         unsigned int nr_pages;
2239         struct work_struct work;
2240         unsigned long flags;
2241 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2242 };
2243 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2244 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2245
2246 /**
2247  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2248  * @memcg: memcg to consume from.
2249  * @nr_pages: how many pages to charge.
2250  *
2251  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2252  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2253  * service an allocation will refill the stock.
2254  *
2255  * returns true if successful, false otherwise.
2256  */
2257 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2258 {
2259         struct memcg_stock_pcp *stock;
2260         bool ret = true;
2261
2262         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2263                 return false;
2264
2265         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2266         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages)
2267                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2268         else /* need to call res_counter_charge */
2269                 ret = false;
2270         put_cpu_var(memcg_stock);
2271         return ret;
2272 }
2273
2274 /*
2275  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2276  */
2277 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2278 {
2279         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2280
2281         if (stock->nr_pages) {
2282                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2283
2284                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2285                 if (do_swap_account)
2286                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2287                 stock->nr_pages = 0;
2288         }
2289         stock->cached = NULL;
2290 }
2291
2292 /*
2293  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2294  * a thread which is pinned to local cpu.
2295  */
2296 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2297 {
2298         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2299         drain_stock(stock);
2300         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2301 }
2302
2303 /*
2304  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2305  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2306  */
2307 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2308 {
2309         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2310
2311         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2312                 drain_stock(stock);
2313                 stock->cached = memcg;
2314         }
2315         stock->nr_pages += nr_pages;
2316         put_cpu_var(memcg_stock);
2317 }
2318
2319 /*
2320  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2321  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2322  * until the work is done.
2323  */
2324 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2325 {
2326         int cpu, curcpu;
2327
2328         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2329         get_online_cpus();
2330         curcpu = get_cpu();
2331         for_each_online_cpu(cpu) {
2332                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2333                 struct mem_cgroup *memcg;
2334
2335                 memcg = stock->cached;
2336                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2337                         continue;
2338                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2339                         continue;
2340                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2341                         if (cpu == curcpu)
2342                                 drain_local_stock(&stock->work);
2343                         else
2344                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2345                 }
2346         }
2347         put_cpu();
2348
2349         if (!sync)
2350                 goto out;
2351
2352         for_each_online_cpu(cpu) {
2353                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2354                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2355                         flush_work(&stock->work);
2356         }
2357 out:
2358         put_online_cpus();
2359 }
2360
2361 /*
2362  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2363  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2364  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2365  * it.
2366  */
2367 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2368 {
2369         /*
2370          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2371          */
2372         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2373                 return;
2374         drain_all_stock(root_memcg, false);
2375         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2376 }
2377
2378 /* This is a synchronous drain interface. */
2379 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2380 {
2381         /* called when force_empty is called */
2382         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2383         drain_all_stock(root_memcg, true);
2384         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2385 }
2386
2387 /*
2388  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2389  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2390  */
2391 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2392 {
2393         int i;
2394
2395         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2396         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2397                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2398
2399                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2400                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2401         }
2402         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2403                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2404
2405                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2406                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2407         }
2408         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2409 }
2410
2411 static int __cpuinit memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2412                                         unsigned long action,
2413                                         void *hcpu)
2414 {
2415         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2416         struct memcg_stock_pcp *stock;
2417         struct mem_cgroup *iter;
2418
2419         if (action == CPU_ONLINE)
2420                 return NOTIFY_OK;
2421
2422         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2423                 return NOTIFY_OK;
2424
2425         for_each_mem_cgroup(iter)
2426                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2427
2428         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2429         drain_stock(stock);
2430         return NOTIFY_OK;
2431 }
2432
2433
2434 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2435 enum {
2436         CHARGE_OK,              /* success */
2437         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2438         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2439         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2440         CHARGE_OOM_DIE,         /* the current is killed because of OOM */
2441 };
2442
2443 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2444                                 unsigned int nr_pages, unsigned int min_pages,
2445                                 bool oom_check)
2446 {
2447         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2448         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2449         struct res_counter *fail_res;
2450         unsigned long flags = 0;
2451         int ret;
2452
2453         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2454
2455         if (likely(!ret)) {
2456                 if (!do_swap_account)
2457                         return CHARGE_OK;
2458                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2459                 if (likely(!ret))
2460                         return CHARGE_OK;
2461
2462                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2463                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2464                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2465         } else
2466                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2467         /*
2468          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2469          * single page instead.
2470          */
2471         if (nr_pages > min_pages)
2472                 return CHARGE_RETRY;
2473
2474         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2475                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2476
2477         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2478                 return CHARGE_NOMEM;
2479
2480         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2481         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2482                 return CHARGE_RETRY;
2483         /*
2484          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2485          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2486          * before killing the task.
2487          *
2488          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2489          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2490          * to regular pages anyway in case of failure.
2491          */
2492         if (nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) && ret)
2493                 return CHARGE_RETRY;
2494
2495         /*
2496          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2497          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2498          */
2499         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2500                 return CHARGE_RETRY;
2501
2502         /* If we don't need to call oom-killer at el, return immediately */
2503         if (!oom_check)
2504                 return CHARGE_NOMEM;
2505         /* check OOM */
2506         if (!mem_cgroup_handle_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize)))
2507                 return CHARGE_OOM_DIE;
2508
2509         return CHARGE_RETRY;
2510 }
2511
2512 /*
2513  * __mem_cgroup_try_charge() does
2514  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2515  * 2. update res_counter
2516  * 3. call memory reclaim if necessary.
2517  *
2518  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2519  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2520  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2521  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2522  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2523  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2524  *
2525  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2526  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2527  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2528  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2529  *
2530  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2531  * the oom-killer can be invoked.
2532  */
2533 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2534                                    gfp_t gfp_mask,
2535                                    unsigned int nr_pages,
2536                                    struct mem_cgroup **ptr,
2537                                    bool oom)
2538 {
2539         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2540         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2541         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2542         int ret;
2543
2544         /*
2545          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2546          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2547          * MEMDIE process.
2548          */
2549         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2550                      || fatal_signal_pending(current)))
2551                 goto bypass;
2552
2553         /*
2554          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2555          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2556          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2557          * set, if so charge the root memcg (happens for pagecache usage).
2558          */
2559         if (!*ptr && !mm)
2560                 *ptr = root_mem_cgroup;
2561 again:
2562         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2563                 memcg = *ptr;
2564                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2565                         goto done;
2566                 if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2567                         goto done;
2568                 css_get(&memcg->css);
2569         } else {
2570                 struct task_struct *p;
2571
2572                 rcu_read_lock();
2573                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2574                 /*
2575                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2576                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2577                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2578                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2579                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2580                  * small race, here.
2581                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2582                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2583                  */
2584                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2585                 if (!memcg)
2586                         memcg = root_mem_cgroup;
2587                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2588                         rcu_read_unlock();
2589                         goto done;
2590                 }
2591                 if (consume_stock(memcg, nr_pages)) {
2592                         /*
2593                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2594                          * But considering how consume_stok works, it's not
2595                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2596                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2597                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2598                          * calling consume_stock().
2599                          */
2600                         rcu_read_unlock();
2601                         goto done;
2602                 }
2603                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2604                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2605                         rcu_read_unlock();
2606                         goto again;
2607                 }
2608                 rcu_read_unlock();
2609         }
2610
2611         do {
2612                 bool oom_check;
2613
2614                 /* If killed, bypass charge */
2615                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2616                         css_put(&memcg->css);
2617                         goto bypass;
2618                 }
2619
2620                 oom_check = false;
2621                 if (oom && !nr_oom_retries) {
2622                         oom_check = true;
2623                         nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2624                 }
2625
2626                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch, nr_pages,
2627                     oom_check);
2628                 switch (ret) {
2629                 case CHARGE_OK:
2630                         break;
2631                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2632                         batch = nr_pages;
2633                         css_put(&memcg->css);
2634                         memcg = NULL;
2635                         goto again;
2636                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2637                         css_put(&memcg->css);
2638                         goto nomem;
2639                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2640                         if (!oom) {
2641                                 css_put(&memcg->css);
2642                                 goto nomem;
2643                         }
2644                         /* If oom, we never return -ENOMEM */
2645                         nr_oom_retries--;
2646                         break;
2647                 case CHARGE_OOM_DIE: /* Killed by OOM Killer */
2648                         css_put(&memcg->css);
2649                         goto bypass;
2650                 }
2651         } while (ret != CHARGE_OK);
2652
2653         if (batch > nr_pages)
2654                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2655         css_put(&memcg->css);
2656 done:
2657         *ptr = memcg;
2658         return 0;
2659 nomem:
2660         *ptr = NULL;
2661         return -ENOMEM;
2662 bypass:
2663         *ptr = root_mem_cgroup;
2664         return -EINTR;
2665 }
2666
2667 /*
2668  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2669  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2670  * gotten by try_charge().
2671  */
2672 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2673                                        unsigned int nr_pages)
2674 {
2675         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2676                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2677
2678                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2679                 if (do_swap_account)
2680                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2681         }
2682 }
2683
2684 /*
2685  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2686  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2687  */
2688 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2689                                         unsigned int nr_pages)
2690 {
2691         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2692
2693         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2694                 return;
2695
2696         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2697         if (do_swap_account)
2698                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2699                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2700 }
2701
2702 /*
2703  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2704  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling css_tryget if
2705  * the mem_cgroup is used for charging. (dropping refcnt from swap can be
2706  * called against removed memcg.)
2707  */
2708 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2709 {
2710         struct cgroup_subsys_state *css;
2711
2712         /* ID 0 is unused ID */
2713         if (!id)
2714                 return NULL;
2715         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2716         if (!css)
2717                 return NULL;
2718         return mem_cgroup_from_css(css);
2719 }
2720
2721 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2722 {
2723         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2724         struct page_cgroup *pc;
2725         unsigned short id;
2726         swp_entry_t ent;
2727
2728         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2729
2730         pc = lookup_page_cgroup(page);
2731         lock_page_cgroup(pc);
2732         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2733                 memcg = pc->mem_cgroup;
2734                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2735                         memcg = NULL;
2736         } else if (PageSwapCache(page)) {
2737                 ent.val = page_private(page);
2738                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2739                 rcu_read_lock();
2740                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2741                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2742                         memcg = NULL;
2743                 rcu_read_unlock();
2744         }
2745         unlock_page_cgroup(pc);
2746         return memcg;
2747 }
2748
2749 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2750                                        struct page *page,
2751                                        unsigned int nr_pages,
2752                                        enum charge_type ctype,
2753                                        bool lrucare)
2754 {
2755         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2756         struct zone *uninitialized_var(zone);
2757         struct lruvec *lruvec;
2758         bool was_on_lru = false;
2759         bool anon;
2760
2761         lock_page_cgroup(pc);
2762         VM_BUG_ON(PageCgroupUsed(pc));
2763         /*
2764          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2765          * accessed by any other context at this point.
2766          */
2767
2768         /*
2769          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2770          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2771          */
2772         if (lrucare) {
2773                 zone = page_zone(page);
2774                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2775                 if (PageLRU(page)) {
2776                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2777                         ClearPageLRU(page);
2778                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2779                         was_on_lru = true;
2780                 }
2781         }
2782
2783         pc->mem_cgroup = memcg;
2784         /*
2785          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2786          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2787          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2788          * before USED bit, we need memory barrier here.
2789          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2790          */
2791         smp_wmb();
2792         SetPageCgroupUsed(pc);
2793
2794         if (lrucare) {
2795                 if (was_on_lru) {
2796                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2797                         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2798                         SetPageLRU(page);
2799                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2800                 }
2801                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2802         }
2803
2804         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON)
2805                 anon = true;
2806         else
2807                 anon = false;
2808
2809         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, nr_pages);
2810         unlock_page_cgroup(pc);
2811
2812         /*
2813          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2814          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2815          * if they exceeds softlimit.
2816          */
2817         memcg_check_events(memcg, page);
2818 }
2819
2820 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
2821
2822 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2823 static inline bool memcg_can_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2824 {
2825         return !mem_cgroup_disabled() && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
2826                 (memcg->kmem_account_flags & KMEM_ACCOUNTED_MASK);
2827 }
2828
2829 /*
2830  * This is a bit cumbersome, but it is rarely used and avoids a backpointer
2831  * in the memcg_cache_params struct.
2832  */
2833 static struct kmem_cache *memcg_params_to_cache(struct memcg_cache_params *p)
2834 {
2835         struct kmem_cache *cachep;
2836
2837         VM_BUG_ON(p->is_root_cache);
2838         cachep = p->root_cache;
2839         return cachep->memcg_params->memcg_caches[memcg_cache_id(p->memcg)];
2840 }
2841
2842 #ifdef CONFIG_SLABINFO
2843 static int mem_cgroup_slabinfo_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
2844                                         struct seq_file *m)
2845 {
2846         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
2847         struct memcg_cache_params *params;
2848
2849         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
2850                 return -EIO;
2851
2852         print_slabinfo_header(m);
2853
2854         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
2855         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list)
2856                 cache_show(memcg_params_to_cache(params), m);
2857         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
2858
2859         return 0;
2860 }
2861 #endif
2862
2863 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp, u64 size)
2864 {
2865         struct res_counter *fail_res;
2866         struct mem_cgroup *_memcg;
2867         int ret = 0;
2868         bool may_oom;
2869
2870         ret = res_counter_charge(&memcg->kmem, size, &fail_res);
2871         if (ret)
2872                 return ret;
2873
2874         /*
2875          * Conditions under which we can wait for the oom_killer. Those are
2876          * the same conditions tested by the core page allocator
2877          */
2878         may_oom = (gfp & __GFP_FS) && !(gfp & __GFP_NORETRY);
2879
2880         _memcg = memcg;
2881         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp, size >> PAGE_SHIFT,
2882                                       &_memcg, may_oom);
2883
2884         if (ret == -EINTR)  {
2885                 /*
2886                  * __mem_cgroup_try_charge() chosed to bypass to root due to
2887                  * OOM kill or fatal signal.  Since our only options are to
2888                  * either fail the allocation or charge it to this cgroup, do
2889                  * it as a temporary condition. But we can't fail. From a
2890                  * kmem/slab perspective, the cache has already been selected,
2891                  * by mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
2892                  * our minds.
2893                  *
2894                  * This condition will only trigger if the task entered
2895                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed during
2896                  * __mem_cgroup_try_charge() above. Tasks that were already
2897                  * dying when the allocation triggers should have been already
2898                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
2899                  */
2900                 res_counter_charge_nofail(&memcg->res, size, &fail_res);
2901                 if (do_swap_account)
2902                         res_counter_charge_nofail(&memcg->memsw, size,
2903                                                   &fail_res);
2904                 ret = 0;
2905         } else if (ret)
2906                 res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size);
2907
2908         return ret;
2909 }
2910
2911 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, u64 size)
2912 {
2913         res_counter_uncharge(&memcg->res, size);
2914         if (do_swap_account)
2915                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, size);
2916
2917         /* Not down to 0 */
2918         if (res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size))
2919                 return;
2920
2921         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
2922                 mem_cgroup_put(memcg);
2923 }
2924
2925 void memcg_cache_list_add(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *cachep)
2926 {
2927         if (!memcg)
2928                 return;
2929
2930         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
2931         list_add(&cachep->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
2932         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
2933 }
2934
2935 /*
2936  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
2937  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
2938  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
2939  */
2940 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
2941 {
2942         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
2943 }
2944
2945 /*
2946  * This ends up being protected by the set_limit mutex, during normal
2947  * operation, because that is its main call site.
2948  *
2949  * But when we create a new cache, we can call this as well if its parent
2950  * is kmem-limited. That will have to hold set_limit_mutex as well.
2951  */
2952 int memcg_update_cache_sizes(struct mem_cgroup *memcg)
2953 {
2954         int num, ret;
2955
2956         num = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
2957                                 0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2958         if (num < 0)
2959                 return num;
2960         /*
2961          * After this point, kmem_accounted (that we test atomically in
2962          * the beginning of this conditional), is no longer 0. This
2963          * guarantees only one process will set the following boolean
2964          * to true. We don't need test_and_set because we're protected
2965          * by the set_limit_mutex anyway.
2966          */
2967         memcg_kmem_set_activated(memcg);
2968
2969         ret = memcg_update_all_caches(num+1);
2970         if (ret) {
2971                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, num);
2972                 memcg_kmem_clear_activated(memcg);
2973                 return ret;
2974         }
2975
2976         memcg->kmemcg_id = num;
2977         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
2978         mutex_init(&memcg->slab_caches_mutex);
2979         return 0;
2980 }
2981
2982 static size_t memcg_caches_array_size(int num_groups)
2983 {
2984         ssize_t size;
2985         if (num_groups <= 0)
2986                 return 0;
2987
2988         size = 2 * num_groups;
2989         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2990                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2991         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2992                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2993
2994         return size;
2995 }
2996
2997 /*
2998  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
2999  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
3000  * calling this.
3001  */
3002 void memcg_update_array_size(int num)
3003 {
3004         if (num > memcg_limited_groups_array_size)
3005                 memcg_limited_groups_array_size = memcg_caches_array_size(num);
3006 }
3007
3008 int memcg_update_cache_size(struct kmem_cache *s, int num_groups)
3009 {
3010         struct memcg_cache_params *cur_params = s->memcg_params;
3011
3012         VM_BUG_ON(s->memcg_params && !s->memcg_params->is_root_cache);
3013
3014         if (num_groups > memcg_limited_groups_array_size) {
3015                 int i;
3016                 ssize_t size = memcg_caches_array_size(num_groups);
3017
3018                 size *= sizeof(void *);
3019                 size += sizeof(struct memcg_cache_params);
3020
3021                 s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3022                 if (!s->memcg_params) {
3023                         s->memcg_params = cur_params;
3024                         return -ENOMEM;
3025                 }
3026
3027                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3028
3029                 /*
3030                  * There is the chance it will be bigger than
3031                  * memcg_limited_groups_array_size, if we failed an allocation
3032                  * in a cache, in which case all caches updated before it, will
3033                  * have a bigger array.
3034                  *
3035                  * But if that is the case, the data after
3036                  * memcg_limited_groups_array_size is certainly unused
3037                  */
3038                 for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3039                         if (!cur_params->memcg_caches[i])
3040                                 continue;
3041                         s->memcg_params->memcg_caches[i] =
3042                                                 cur_params->memcg_caches[i];
3043                 }
3044
3045                 /*
3046                  * Ideally, we would wait until all caches succeed, and only
3047                  * then free the old one. But this is not worth the extra
3048                  * pointer per-cache we'd have to have for this.
3049                  *
3050                  * It is not a big deal if some caches are left with a size
3051                  * bigger than the others. And all updates will reset this
3052                  * anyway.
3053                  */
3054                 kfree(cur_params);
3055         }
3056         return 0;
3057 }
3058
3059 int memcg_register_cache(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s,
3060                          struct kmem_cache *root_cache)
3061 {
3062         size_t size = sizeof(struct memcg_cache_params);
3063
3064         if (!memcg_kmem_enabled())
3065                 return 0;
3066
3067         if (!memcg)
3068                 size += memcg_limited_groups_array_size * sizeof(void *);
3069
3070         s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3071         if (!s->memcg_params)
3072                 return -ENOMEM;
3073
3074         if (memcg) {
3075                 s->memcg_params->memcg = memcg;
3076                 s->memcg_params->root_cache = root_cache;
3077         } else
3078                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3079
3080         return 0;
3081 }
3082
3083 void memcg_release_cache(struct kmem_cache *s)
3084 {
3085         struct kmem_cache *root;
3086         struct mem_cgroup *memcg;
3087         int id;
3088
3089         /*
3090          * This happens, for instance, when a root cache goes away before we
3091          * add any memcg.
3092          */
3093         if (!s->memcg_params)
3094                 return;
3095
3096         if (s->memcg_params->is_root_cache)
3097                 goto out;
3098
3099         memcg = s->memcg_params->memcg;
3100         id  = memcg_cache_id(memcg);
3101
3102         root = s->memcg_params->root_cache;
3103         root->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
3104         mem_cgroup_put(memcg);
3105
3106         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3107         list_del(&s->memcg_params->list);
3108         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3109
3110 out:
3111         kfree(s->memcg_params);
3112 }
3113
3114 /*
3115  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
3116  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
3117  * enqueing new caches to be created.
3118  *
3119  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
3120  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
3121  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
3122  * objects during debug.
3123  *
3124  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
3125  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
3126  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
3127  * cache again, failing at the same point.
3128  *
3129  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
3130  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
3131  * inside the following two functions.
3132  */
3133 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
3134 {
3135         VM_BUG_ON(!current->mm);
3136         current->memcg_kmem_skip_account++;
3137 }
3138
3139 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
3140 {
3141         VM_BUG_ON(!current->mm);
3142         current->memcg_kmem_skip_account--;
3143 }
3144
3145 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w)
3146 {
3147         struct kmem_cache *cachep;
3148         struct memcg_cache_params *p;
3149
3150         p = container_of(w, struct memcg_cache_params, destroy);
3151
3152         cachep = memcg_params_to_cache(p);
3153
3154         /*
3155          * If we get down to 0 after shrink, we could delete right away.
3156          * However, memcg_release_pages() already puts us back in the workqueue
3157          * in that case. If we proceed deleting, we'll get a dangling
3158          * reference, and removing the object from the workqueue in that case
3159          * is unnecessary complication. We are not a fast path.
3160          *
3161          * Note that this case is fundamentally different from racing with
3162          * shrink_slab(): if memcg_cgroup_destroy_cache() is called in
3163          * kmem_cache_shrink, not only we would be reinserting a dead cache
3164          * into the queue, but doing so from inside the worker racing to
3165          * destroy it.
3166          *
3167          * So if we aren't down to zero, we'll just schedule a worker and try
3168          * again
3169          */
3170         if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) != 0) {
3171                 kmem_cache_shrink(cachep);
3172                 if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) == 0)
3173                         return;
3174         } else
3175                 kmem_cache_destroy(cachep);
3176 }
3177
3178 void mem_cgroup_destroy_cache(struct kmem_cache *cachep)
3179 {
3180         if (!cachep->memcg_params->dead)
3181                 return;
3182
3183         /*
3184          * There are many ways in which we can get here.
3185          *
3186          * We can get to a memory-pressure situation while the delayed work is
3187          * still pending to run. The vmscan shrinkers can then release all
3188          * cache memory and get us to destruction. If this is the case, we'll
3189          * be executed twice, which is a bug (the second time will execute over
3190          * bogus data). In this case, cancelling the work should be fine.
3191          *
3192          * But we can also get here from the worker itself, if
3193          * kmem_cache_shrink is enough to shake all the remaining objects and
3194          * get the page count to 0. In this case, we'll deadlock if we try to
3195          * cancel the work (the worker runs with an internal lock held, which
3196          * is the same lock we would hold for cancel_work_sync().)
3197          *
3198          * Since we can't possibly know who got us here, just refrain from
3199          * running if there is already work pending
3200          */
3201         if (work_pending(&cachep->memcg_params->destroy))
3202                 return;
3203         /*
3204          * We have to defer the actual destroying to a workqueue, because
3205          * we might currently be in a context that cannot sleep.
3206          */
3207         schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3208 }
3209
3210 static char *memcg_cache_name(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s)
3211 {
3212         char *name;
3213         struct dentry *dentry;
3214
3215         rcu_read_lock();
3216         dentry = rcu_dereference(memcg->css.cgroup->dentry);
3217         rcu_read_unlock();
3218
3219         BUG_ON(dentry == NULL);
3220
3221         name = kasprintf(GFP_KERNEL, "%s(%d:%s)", s->name,
3222                          memcg_cache_id(memcg), dentry->d_name.name);
3223
3224         return name;
3225 }
3226
3227 static struct kmem_cache *kmem_cache_dup(struct mem_cgroup *memcg,
3228                                          struct kmem_cache *s)
3229 {
3230         char *name;
3231         struct kmem_cache *new;
3232
3233         name = memcg_cache_name(memcg, s);
3234         if (!name)
3235                 return NULL;
3236
3237         new = kmem_cache_create_memcg(memcg, name, s->object_size, s->align,
3238                                       (s->flags & ~SLAB_PANIC), s->ctor, s);
3239
3240         if (new)
3241                 new->allocflags |= __GFP_KMEMCG;
3242
3243         kfree(name);
3244         return new;
3245 }
3246
3247 /*
3248  * This lock protects updaters, not readers. We want readers to be as fast as
3249  * they can, and they will either see NULL or a valid cache value. Our model
3250  * allow them to see NULL, in which case the root memcg will be selected.
3251  *
3252  * We need this lock because multiple allocations to the same cache from a non
3253  * will span more than one worker. Only one of them can create the cache.
3254  */
3255 static DEFINE_MUTEX(memcg_cache_mutex);
3256 static struct kmem_cache *memcg_create_kmem_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3257                                                   struct kmem_cache *cachep)
3258 {
3259         struct kmem_cache *new_cachep;
3260         int idx;
3261
3262         BUG_ON(!memcg_can_account_kmem(memcg));
3263
3264         idx = memcg_cache_id(memcg);
3265
3266         mutex_lock(&memcg_cache_mutex);
3267         new_cachep = cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3268         if (new_cachep)
3269                 goto out;
3270
3271         new_cachep = kmem_cache_dup(memcg, cachep);
3272         if (new_cachep == NULL) {
3273                 new_cachep = cachep;
3274                 goto out;
3275         }
3276
3277         mem_cgroup_get(memcg);
3278         atomic_set(&new_cachep->memcg_params->nr_pages , 0);
3279
3280         cachep->memcg_params->memcg_caches[idx] = new_cachep;
3281         /*
3282          * the readers won't lock, make sure everybody sees the updated value,
3283          * so they won't put stuff in the queue again for no reason
3284          */
3285         wmb();
3286 out:
3287         mutex_unlock(&memcg_cache_mutex);
3288         return new_cachep;
3289 }
3290
3291 void kmem_cache_destroy_memcg_children(struct kmem_cache *s)
3292 {
3293         struct kmem_cache *c;
3294         int i;
3295
3296         if (!s->memcg_params)
3297                 return;
3298         if (!s->memcg_params->is_root_cache)
3299                 return;
3300
3301         /*
3302          * If the cache is being destroyed, we trust that there is no one else
3303          * requesting objects from it. Even if there are, the sanity checks in
3304          * kmem_cache_destroy should caught this ill-case.
3305          *
3306          * Still, we don't want anyone else freeing memcg_caches under our
3307          * noses, which can happen if a new memcg comes to life. As usual,
3308          * we'll take the set_limit_mutex to protect ourselves against this.
3309          */
3310         mutex_lock(&set_limit_mutex);
3311         for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3312                 c = s->memcg_params->memcg_caches[i];
3313                 if (!c)
3314                         continue;
3315
3316                 /*
3317                  * We will now manually delete the caches, so to avoid races
3318                  * we need to cancel all pending destruction workers and
3319                  * proceed with destruction ourselves.
3320                  *
3321                  * kmem_cache_destroy() will call kmem_cache_shrink internally,
3322                  * and that could spawn the workers again: it is likely that
3323                  * the cache still have active pages until this very moment.
3324                  * This would lead us back to mem_cgroup_destroy_cache.
3325                  *
3326                  * But that will not execute at all if the "dead" flag is not
3327                  * set, so flip it down to guarantee we are in control.
3328                  */
3329                 c->memcg_params->dead = false;
3330                 cancel_work_sync(&c->memcg_params->destroy);
3331                 kmem_cache_destroy(c);
3332         }
3333         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3334 }
3335
3336 struct create_work {
3337         struct mem_cgroup *memcg;
3338         struct kmem_cache *cachep;
3339         struct work_struct work;
3340 };
3341
3342 static void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3343 {
3344         struct kmem_cache *cachep;
3345         struct memcg_cache_params *params;
3346
3347         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3348                 return;
3349
3350         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3351         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list) {
3352                 cachep = memcg_params_to_cache(params);
3353                 cachep->memcg_params->dead = true;
3354                 INIT_WORK(&cachep->memcg_params->destroy,
3355                                   kmem_cache_destroy_work_func);
3356                 schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3357         }
3358         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3359 }
3360
3361 static void memcg_create_cache_work_func(struct work_struct *w)
3362 {
3363         struct create_work *cw;
3364
3365         cw = container_of(w, struct create_work, work);
3366         memcg_create_kmem_cache(cw->memcg, cw->cachep);
3367         /* Drop the reference gotten when we enqueued. */
3368         css_put(&cw->memcg->css);
3369         kfree(cw);
3370 }
3371
3372 /*
3373  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
3374  * Called with rcu_read_lock.
3375  */
3376 static void __memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3377                                          struct kmem_cache *cachep)
3378 {
3379         struct create_work *cw;
3380
3381         cw = kmalloc(sizeof(struct create_work), GFP_NOWAIT);
3382         if (cw == NULL)
3383                 return;
3384
3385         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
3386         if (!css_tryget(&memcg->css)) {
3387                 kfree(cw);
3388                 return;
3389         }
3390
3391         cw->memcg = memcg;
3392         cw->cachep = cachep;
3393
3394         INIT_WORK(&cw->work, memcg_create_cache_work_func);
3395         schedule_work(&cw->work);
3396 }
3397
3398 static void memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3399                                        struct kmem_cache *cachep)
3400 {
3401         /*
3402          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
3403          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
3404          * in __memcg_create_cache_enqueue will recurse.
3405          *
3406          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
3407          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
3408          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
3409          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
3410          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
3411          */
3412         memcg_stop_kmem_account();
3413         __memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3414         memcg_resume_kmem_account();
3415 }
3416 /*
3417  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
3418  * We try to use the current memcg's version of the cache.
3419  *
3420  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
3421  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
3422  * in a workqueue.
3423  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
3424  * the original cache.
3425  *
3426  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
3427  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
3428  */
3429 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
3430                                           gfp_t gfp)
3431 {
3432         struct mem_cgroup *memcg;
3433         int idx;
3434
3435         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
3436         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
3437
3438         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3439                 return cachep;
3440
3441         rcu_read_lock();
3442         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
3443         rcu_read_unlock();
3444
3445         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
3446                 return cachep;
3447
3448         idx = memcg_cache_id(memcg);
3449
3450         /*
3451          * barrier to mare sure we're always seeing the up to date value.  The
3452          * code updating memcg_caches will issue a write barrier to match this.
3453          */
3454         read_barrier_depends();
3455         if (unlikely(cachep->memcg_params->memcg_caches[idx] == NULL)) {
3456                 /*
3457                  * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
3458                  * context), we could be be predictable and return right away.
3459                  * This would guarantee that the allocation being performed
3460                  * already belongs in the new cache.
3461                  *
3462                  * However, there are some clashes that can arrive from locking.
3463                  * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
3464                  * kmem_cache_dup, this means no further allocation could happen
3465                  * with the slab_mutex held.
3466                  *
3467                  * Also, because cache creation issue get_online_cpus(), this
3468                  * creates a lock chain: memcg_slab_mutex -> cpu_hotplug_mutex,
3469                  * that ends up reversed during cpu hotplug. (cpuset allocates
3470                  * a bunch of GFP_KERNEL memory during cpuup). Due to all that,
3471                  * better to defer everything.
3472                  */
3473                 memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3474                 return cachep;
3475         }
3476
3477         return cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3478 }
3479 EXPORT_SYMBOL(__memcg_kmem_get_cache);
3480
3481 /*
3482  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
3483  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
3484  * need a further commit step to do the final arrangements.
3485  *
3486  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
3487  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
3488  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
3489  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
3490  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
3491  * the compiled-out case as well.
3492  *
3493  * Returning true means the allocation is possible.
3494  */
3495 bool
3496 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
3497 {
3498         struct mem_cgroup *memcg;
3499         int ret;
3500
3501         *_memcg = NULL;
3502         memcg = try_get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
3503
3504         /*
3505          * very rare case described in mem_cgroup_from_task. Unfortunately there
3506          * isn't much we can do without complicating this too much, and it would
3507          * be gfp-dependent anyway. Just let it go
3508          */
3509         if (unlikely(!memcg))
3510                 return true;
3511
3512         if (!memcg_can_account_kmem(memcg)) {
3513                 css_put(&memcg->css);
3514                 return true;
3515         }
3516
3517         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, PAGE_SIZE << order);
3518         if (!ret)
3519                 *_memcg = memcg;
3520
3521         css_put(&memcg->css);
3522         return (ret == 0);
3523 }
3524
3525 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3526                               int order)
3527 {
3528         struct page_cgroup *pc;
3529
3530         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3531
3532         /* The page allocation failed. Revert */
3533         if (!page) {
3534                 memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3535                 return;
3536         }
3537
3538         pc = lookup_page_cgroup(page);
3539         lock_page_cgroup(pc);
3540         pc->mem_cgroup = memcg;
3541         SetPageCgroupUsed(pc);
3542         unlock_page_cgroup(pc);
3543 }
3544
3545 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
3546 {
3547         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3548         struct page_cgroup *pc;
3549
3550
3551         pc = lookup_page_cgroup(page);
3552         /*
3553          * Fast unlocked return. Theoretically might have changed, have to
3554          * check again after locking.
3555          */
3556         if (!PageCgroupUsed(pc))
3557                 return;
3558
3559         lock_page_cgroup(pc);
3560         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3561                 memcg = pc->mem_cgroup;
3562                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3563         }
3564         unlock_page_cgroup(pc);
3565
3566         /*
3567          * We trust that only if there is a memcg associated with the page, it
3568          * is a valid allocation
3569          */
3570         if (!memcg)
3571                 return;
3572
3573         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3574         memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3575 }
3576 #else
3577 static inline void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3578 {
3579 }
3580 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3581
3582 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3583
3584 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
3585 /*
3586  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3587  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
3588  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
3589  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
3590  */
3591 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3592 {
3593         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
3594         struct page_cgroup *pc;
3595         int i;
3596
3597         if (mem_cgroup_disabled())
3598                 return;
3599         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3600                 pc = head_pc + i;
3601                 pc->mem_cgroup = head_pc->mem_cgroup;
3602                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
3603                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
3604         }
3605 }
3606 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3607
3608 /**
3609  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3610  * @page: the page
3611  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3612  * @pc: page_cgroup of the page.
3613  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3614  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3615  *
3616  * The caller must confirm following.
3617  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3618  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3619  *
3620  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3621  * from old cgroup.
3622  */
3623 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3624                                    unsigned int nr_pages,
3625                                    struct page_cgroup *pc,
3626                                    struct mem_cgroup *from,
3627                                    struct mem_cgroup *to)
3628 {
3629         unsigned long flags;
3630         int ret;
3631         bool anon = PageAnon(page);
3632
3633         VM_BUG_ON(from == to);
3634         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
3635         /*
3636          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3637          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3638          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3639          * hold it.
3640          */
3641         ret = -EBUSY;
3642         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3643                 goto out;
3644
3645         lock_page_cgroup(pc);
3646
3647         ret = -EINVAL;
3648         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
3649                 goto unlock;
3650
3651         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
3652
3653         if (!anon && page_mapped(page)) {
3654                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup */
3655                 preempt_disable();
3656                 __this_cpu_dec(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
3657                 __this_cpu_inc(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
3658                 preempt_enable();
3659         }
3660         mem_cgroup_charge_statistics(from, anon, -nr_pages);
3661
3662         /* caller should have done css_get */
3663         pc->mem_cgroup = to;
3664         mem_cgroup_charge_statistics(to, anon, nr_pages);
3665         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
3666         ret = 0;
3667 unlock:
3668         unlock_page_cgroup(pc);
3669         /*
3670          * check events
3671          */
3672         memcg_check_events(to, page);
3673         memcg_check_events(from, page);
3674 out:
3675         return ret;
3676 }
3677
3678 /**
3679  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
3680  * @page: the page to move
3681  * @pc: page_cgroup of the page
3682  * @child: page's cgroup
3683  *
3684  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
3685  * parent (aka use_hierarchy==0).
3686  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
3687  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
3688  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
3689  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
3690  * on the next attempt and the call should be retried later.
3691  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
3692  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
3693  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
3694  * LRU or vanish.
3695  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
3696  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
3697  * disappear in the next attempt.
3698  */
3699 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
3700                                   struct page_cgroup *pc,
3701                                   struct mem_cgroup *child)
3702 {
3703         struct mem_cgroup *parent;
3704         unsigned int nr_pages;
3705         unsigned long uninitialized_var(flags);
3706         int ret;
3707
3708         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
3709
3710         ret = -EBUSY;
3711         if (!get_page_unless_zero(page))
3712                 goto out;
3713         if (isolate_lru_page(page))
3714                 goto put;
3715
3716         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
3717
3718         parent = parent_mem_cgroup(child);
3719         /*
3720          * If no parent, move charges to root cgroup.
3721          */
3722         if (!parent)
3723                 parent = root_mem_cgroup;
3724
3725         if (nr_pages > 1) {
3726                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3727                 flags = compound_lock_irqsave(page);
3728         }
3729
3730         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
3731                                 pc, child, parent);
3732         if (!ret)
3733                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
3734
3735         if (nr_pages > 1)
3736                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
3737         putback_lru_page(page);
3738 put:
3739         put_page(page);
3740 out:
3741         return ret;
3742 }
3743
3744 /*
3745  * Charge the memory controller for page usage.
3746  * Return
3747  * 0 if the charge was successful
3748  * < 0 if the cgroup is over its limit
3749  */
3750 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3751                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
3752 {
3753         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3754         unsigned int nr_pages = 1;
3755         bool oom = true;
3756         int ret;
3757
3758         if (PageTransHuge(page)) {
3759                 nr_pages <<= compound_order(page);
3760                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3761                 /*
3762                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
3763                  * fault handler will fall back to regular pages.
3764                  */
3765                 oom = false;
3766         }
3767
3768         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
3769         if (ret == -ENOMEM)
3770                 return ret;
3771         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, ctype, false);
3772         return 0;
3773 }
3774
3775 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
3776                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
3777 {
3778         if (mem_cgroup_disabled())
3779                 return 0;
3780         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3781         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3782         VM_BUG_ON(!mm);
3783         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
3784                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3785 }
3786
3787 /*
3788  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
3789  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
3790  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
3791  * "commit()" or removed by "cancel()"
3792  */
3793 static int __mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
3794                                           struct page *page,
3795                                           gfp_t mask,
3796                                           struct mem_cgroup **memcgp)
3797 {
3798         struct mem_cgroup *memcg;
3799         struct page_cgroup *pc;
3800         int ret;
3801
3802         pc = lookup_page_cgroup(page);
3803         /*
3804          * Every swap fault against a single page tries to charge the
3805          * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
3806          * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
3807          * the page lock, which serializes swap cache removal, which
3808          * in turn serializes uncharging.
3809          */
3810         if (PageCgroupUsed(pc))
3811                 return 0;
3812         if (!do_swap_account)
3813                 goto charge_cur_mm;
3814         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
3815         if (!memcg)
3816                 goto charge_cur_mm;
3817         *memcgp = memcg;
3818         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
3819         css_put(&memcg->css);
3820         if (ret == -EINTR)
3821                 ret = 0;
3822         return ret;
3823 charge_cur_mm:
3824         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
3825         if (ret == -EINTR)
3826                 ret = 0;
3827         return ret;
3828 }
3829
3830 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm, struct page *page,
3831                                  gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
3832 {
3833         *memcgp = NULL;
3834         if (mem_cgroup_disabled())
3835                 return 0;
3836         /*
3837          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already
3838          * updated the pte, and even removed page from swap cache: in
3839          * those cases unuse_pte()'s pte_same() test will fail; but
3840          * there's also a KSM case which does need to charge the page.
3841          */
3842         if (!PageSwapCache(page)) {
3843                 int ret;
3844
3845                 ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, 1, memcgp, true);
3846                 if (ret == -EINTR)
3847                         ret = 0;
3848                 return ret;
3849         }
3850         return __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, memcgp);
3851 }
3852
3853 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
3854 {
3855         if (mem_cgroup_disabled())
3856                 return;
3857         if (!memcg)
3858                 return;
3859         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
3860 }
3861
3862 static void
3863 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3864                                         enum charge_type ctype)
3865 {
3866         if (mem_cgroup_disabled())
3867                 return;
3868         if (!memcg)
3869                 return;
3870
3871         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
3872         /*
3873          * Now swap is on-memory. This means this page may be
3874          * counted both as mem and swap....double count.
3875          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
3876          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
3877          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
3878          */
3879         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
3880                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
3881                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
3882         }
3883 }
3884
3885 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
3886                                      struct mem_cgroup *memcg)
3887 {
3888         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
3889                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3890 }
3891
3892 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3893                                 gfp_t gfp_mask)
3894 {
3895         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3896         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3897         int ret;
3898
3899         if (mem_cgroup_disabled())
3900                 return 0;
3901         if (PageCompound(page))
3902                 return 0;
3903
3904         if (!PageSwapCache(page))
3905                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
3906         else { /* page is swapcache/shmem */
3907                 ret = __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page,
3908                                                      gfp_mask, &memcg);
3909                 if (!ret)
3910                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
3911         }
3912         return ret;
3913 }
3914
3915 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
3916                                    unsigned int nr_pages,
3917                                    const enum charge_type ctype)
3918 {
3919         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
3920         bool uncharge_memsw = true;
3921
3922         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
3923         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
3924                 uncharge_memsw = false;
3925
3926         batch = &current->memcg_batch;
3927         /*
3928          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
3929          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
3930          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
3931          */
3932         if (!batch->memcg)
3933                 batch->memcg = memcg;
3934         /*
3935          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
3936          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
3937          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
3938          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
3939          * because we want to do uncharge as soon as possible.
3940          */
3941
3942         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
3943                 goto direct_uncharge;
3944
3945         if (nr_pages > 1)
3946                 goto direct_uncharge;
3947
3948         /*
3949          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
3950          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
3951          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
3952          */
3953         if (batch->memcg != memcg)
3954                 goto direct_uncharge;
3955         /* remember freed charge and uncharge it later */
3956         batch->nr_pages++;
3957         if (uncharge_memsw)
3958                 batch->memsw_nr_pages++;
3959         return;
3960 direct_uncharge:
3961         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
3962         if (uncharge_memsw)
3963                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
3964         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
3965                 memcg_oom_recover(memcg);
3966 }
3967
3968 /*
3969  * uncharge if !page_mapped(page)
3970  */
3971 static struct mem_cgroup *
3972 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype,
3973                              bool end_migration)
3974 {
3975         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3976         unsigned int nr_pages = 1;
3977         struct page_cgroup *pc;
3978         bool anon;
3979
3980         if (mem_cgroup_disabled())
3981                 return NULL;
3982
3983         VM_BUG_ON(PageSwapCache(page));
3984
3985         if (PageTransHuge(page)) {
3986                 nr_pages <<= compound_order(page);
3987                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3988         }
3989         /*
3990          * Check if our page_cgroup is valid
3991          */
3992         pc = lookup_page_cgroup(page);
3993         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
3994                 return NULL;
3995
3996         lock_page_cgroup(pc);
3997
3998         memcg = pc->mem_cgroup;
3999
4000         if (!PageCgroupUsed(pc))
4001                 goto unlock_out;
4002
4003         anon = PageAnon(page);
4004
4005         switch (ctype) {
4006         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON:
4007                 /*
4008                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
4009                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
4010                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
4011                  */
4012                 anon = true;
4013                 /* fallthrough */
4014         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
4015                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
4016                 if (page_mapped(page))
4017                         goto unlock_out;
4018                 /*
4019                  * Pages under migration may not be uncharged.  But
4020                  * end_migration() /must/ be the one uncharging the
4021                  * unused post-migration page and so it has to call
4022                  * here with the migration bit still set.  See the
4023                  * res_counter handling below.
4024                  */
4025                 if (!end_migration && PageCgroupMigration(pc))
4026                         goto unlock_out;
4027                 break;
4028         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
4029                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
4030                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
4031                                 goto unlock_out;
4032                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
4033                                 goto unlock_out;
4034                 break;
4035         default:
4036                 break;
4037         }
4038
4039         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, -nr_pages);
4040
4041         ClearPageCgroupUsed(pc);
4042         /*
4043          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
4044          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
4045          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
4046          * special functions.
4047          */
4048
4049         unlock_page_cgroup(pc);
4050         /*
4051          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
4052          * will never be freed.
4053          */
4054         memcg_check_events(memcg, page);
4055         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
4056                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
4057                 mem_cgroup_get(memcg);
4058         }
4059         /*
4060          * Migration does not charge the res_counter for the
4061          * replacement page, so leave it alone when phasing out the
4062          * page that is unused after the migration.
4063          */
4064         if (!end_migration && !mem_cgroup_is_root(memcg))
4065                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
4066
4067         return memcg;
4068
4069 unlock_out:
4070         unlock_page_cgroup(pc);
4071         return NULL;
4072 }
4073
4074 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
4075 {
4076         /* early check. */
4077         if (page_mapped(page))
4078                 return;
4079         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
4080         if (PageSwapCache(page))
4081                 return;
4082         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
4083 }
4084
4085 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
4086 {
4087         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
4088         VM_BUG_ON(page->mapping);
4089         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE, false);
4090 }
4091
4092 /*
4093  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
4094  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
4095  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
4096  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
4097  * This may be called prural(2) times in a context,
4098  */
4099
4100 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
4101 {
4102         current->memcg_batch.do_batch++;
4103         /* We can do nest. */
4104         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
4105                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
4106                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
4107                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
4108         }
4109 }
4110
4111 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
4112 {
4113         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
4114
4115         if (!batch->do_batch)
4116                 return;
4117
4118         batch->do_batch--;
4119         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
4120                 return;
4121
4122         if (!batch->memcg)
4123                 return;
4124         /*
4125          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
4126          * bacause we hide charges behind us.
4127          */
4128         if (batch->nr_pages)
4129                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
4130                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
4131         if (batch->memsw_nr_pages)
4132                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
4133                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
4134         memcg_oom_recover(batch->memcg);
4135         /* forget this pointer (for sanity check) */
4136         batch->memcg = NULL;
4137 }
4138
4139 #ifdef CONFIG_SWAP
4140 /*
4141  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
4142  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
4143  */
4144 void
4145 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
4146 {
4147         struct mem_cgroup *memcg;
4148         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
4149
4150         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
4151                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
4152
4153         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype, false);
4154
4155         /*
4156          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
4157          * mem_cgroup_get() was called in uncharge().
4158          */
4159         if (do_swap_account && swapout && memcg)
4160                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
4161 }
4162 #endif
4163
4164 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4165 /*
4166  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
4167  * uncharge "memsw" account.
4168  */
4169 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
4170 {
4171         struct mem_cgroup *memcg;
4172         unsigned short id;
4173
4174         if (!do_swap_account)
4175                 return;
4176
4177         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
4178         rcu_read_lock();
4179         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
4180         if (memcg) {
4181                 /*
4182                  * We uncharge this because swap is freed.
4183                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
4184                  */
4185                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4186                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
4187                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
4188                 mem_cgroup_put(memcg);
4189         }
4190         rcu_read_unlock();
4191 }
4192
4193 /**
4194  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
4195  * @entry: swap entry to be moved
4196  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
4197  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
4198  *
4199  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
4200  * as the mem_cgroup's id of @from.
4201  *
4202  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
4203  *
4204  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
4205  * both res and memsw, and called css_get().
4206  */
4207 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4208                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4209 {
4210         unsigned short old_id, new_id;
4211
4212         old_id = css_id(&from->css);
4213         new_id = css_id(&to->css);
4214
4215         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
4216                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
4217                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
4218                 /*
4219                  * This function is only called from task migration context now.
4220                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
4221                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
4222                  * improvement. But we cannot postpone mem_cgroup_get(to)
4223                  * because if the process that has been moved to @to does
4224                  * swap-in, the refcount of @to might be decreased to 0.
4225                  */
4226                 mem_cgroup_get(to);
4227                 return 0;
4228         }
4229         return -EINVAL;
4230 }
4231 #else
4232 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4233                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4234 {
4235         return -EINVAL;
4236 }
4237 #endif
4238
4239 /*
4240  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
4241  * page belongs to.
4242  */
4243 void mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page, struct page *newpage,
4244                                   struct mem_cgroup **memcgp)
4245 {
4246         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4247         unsigned int nr_pages = 1;
4248         struct page_cgroup *pc;
4249         enum charge_type ctype;
4250
4251         *memcgp = NULL;
4252
4253         if (mem_cgroup_disabled())
4254                 return;
4255
4256         if (PageTransHuge(page))
4257                 nr_pages <<= compound_order(page);
4258
4259         pc = lookup_page_cgroup(page);
4260         lock_page_cgroup(pc);
4261         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4262                 memcg = pc->mem_cgroup;
4263                 css_get(&memcg->css);
4264                 /*
4265                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
4266                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
4267                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
4268                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
4269                  * until end_migration() is called
4270                  *
4271                  * Corner Case Thinking
4272                  * A)
4273                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
4274                  * while migration was ongoing.
4275                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
4276                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
4277                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
4278                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
4279                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
4280                  *
4281                  * B)
4282                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
4283                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
4284                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
4285                  * without charging it again.
4286                  *
4287                  * C)
4288                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
4289                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
4290                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
4291                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
4292                  */
4293                 if (PageAnon(page))
4294                         SetPageCgroupMigration(pc);
4295         }
4296         unlock_page_cgroup(pc);
4297         /*
4298          * If the page is not charged at this point,
4299          * we return here.
4300          */
4301         if (!memcg)
4302                 return;
4303
4304         *memcgp = memcg;
4305         /*
4306          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
4307          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
4308          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
4309          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
4310          */
4311         if (PageAnon(page))
4312                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON;
4313         else
4314                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4315         /*
4316          * The page is committed to the memcg, but it's not actually
4317          * charged to the res_counter since we plan on replacing the
4318          * old one and only one page is going to be left afterwards.
4319          */
4320         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, nr_pages, ctype, false);
4321 }
4322
4323 /* remove redundant charge if migration failed*/
4324 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
4325         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
4326 {
4327         struct page *used, *unused;
4328         struct page_cgroup *pc;
4329         bool anon;
4330
4331         if (!memcg)
4332                 return;
4333
4334         if (!migration_ok) {
4335                 used = oldpage;
4336                 unused = newpage;
4337         } else {
4338                 used = newpage;
4339                 unused = oldpage;
4340         }
4341         anon = PageAnon(used);
4342         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
4343                                      anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON
4344                                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE,
4345                                      true);
4346         css_put(&memcg->css);
4347         /*
4348          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
4349          * of the page goes down to zero, temporarly.
4350          * Clear the flag and check the page should be charged.
4351          */
4352         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4353         lock_page_cgroup(pc);
4354         ClearPageCgroupMigration(pc);
4355         unlock_page_cgroup(pc);
4356
4357         /*
4358          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
4359          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
4360          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
4361          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
4362          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
4363          * check. (see prepare_charge() also)
4364          */
4365         if (anon)
4366                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
4367 }
4368
4369 /*
4370  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
4371  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
4372  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
4373  */
4374 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
4375                                   struct page *newpage)
4376 {
4377         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4378         struct page_cgroup *pc;
4379         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4380
4381         if (mem_cgroup_disabled())
4382                 return;
4383
4384         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4385         /* fix accounting on old pages */
4386         lock_page_cgroup(pc);
4387         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4388                 memcg = pc->mem_cgroup;
4389                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, false, -1);
4390                 ClearPageCgroupUsed(pc);
4391         }
4392         unlock_page_cgroup(pc);
4393
4394         /*
4395          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
4396          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
4397          */
4398         if (!memcg)
4399                 return;
4400         /*
4401          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
4402          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
4403          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
4404          */
4405         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
4406 }
4407
4408 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4409 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
4410 {
4411         struct page_cgroup *pc;
4412
4413         pc = lookup_page_cgroup(page);
4414         /*
4415          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
4416          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
4417          * or when mem_cgroup_disabled().
4418          */
4419         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
4420                 return pc;
4421         return NULL;
4422 }
4423
4424 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
4425 {
4426         if (mem_cgroup_disabled())
4427                 return false;
4428
4429         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
4430 }
4431
4432 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
4433 {
4434         struct page_cgroup *pc;
4435
4436         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
4437         if (pc) {
4438                 pr_alert("pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
4439                          pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
4440         }
4441 }
4442 #endif
4443
4444 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4445                                 unsigned long long val)
4446 {
4447         int retry_count;
4448         u64 memswlimit, memlimit;
4449         int ret = 0;
4450         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4451         u64 curusage, oldusage;
4452         int enlarge;
4453
4454         /*
4455          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
4456          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
4457          * of # of children which we should visit in this loop.
4458          */
4459         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
4460
4461         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4462
4463         enlarge = 0;
4464         while (retry_count) {
4465                 if (signal_pending(current)) {
4466                         ret = -EINTR;
4467                         break;
4468                 }
4469                 /*
4470                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4471                  * open coded manner. You see what this really does.
4472                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4473                  */
4474                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4475                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4476                 if (memswlimit < val) {
4477                         ret = -EINVAL;
4478                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4479                         break;
4480                 }
4481
4482                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4483                 if (memlimit < val)
4484                         enlarge = 1;
4485
4486                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
4487                 if (!ret) {
4488                         if (memswlimit == val)
4489                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4490                         else
4491                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4492                 }
4493                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4494
4495                 if (!ret)
4496                         break;
4497
4498                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4499                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4500                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4501                 /* Usage is reduced ? */
4502                 if (curusage >= oldusage)
4503                         retry_count--;
4504                 else
4505                         oldusage = curusage;
4506         }
4507         if (!ret && enlarge)
4508                 memcg_oom_recover(memcg);
4509
4510         return ret;
4511 }
4512
4513 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4514                                         unsigned long long val)
4515 {
4516         int retry_count;
4517         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
4518         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4519         int ret = -EBUSY;
4520         int enlarge = 0;
4521
4522         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
4523         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4524         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4525         while (retry_count) {
4526                 if (signal_pending(current)) {
4527                         ret = -EINTR;
4528                         break;
4529                 }
4530                 /*
4531                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4532                  * open coded manner. You see what this really does.
4533                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4534                  */
4535                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4536                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4537                 if (memlimit > val) {
4538                         ret = -EINVAL;
4539                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4540                         break;
4541                 }
4542                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4543                 if (memswlimit < val)
4544                         enlarge = 1;
4545                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
4546                 if (!ret) {
4547                         if (memlimit == val)
4548                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4549                         else
4550                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4551                 }
4552                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4553
4554                 if (!ret)
4555                         break;
4556
4557                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4558                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
4559                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4560                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4561                 /* Usage is reduced ? */
4562                 if (curusage >= oldusage)
4563                         retry_count--;
4564                 else
4565                         oldusage = curusage;
4566         }
4567         if (!ret && enlarge)
4568                 memcg_oom_recover(memcg);
4569         return ret;
4570 }
4571
4572 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
4573                                             gfp_t gfp_mask,
4574                                             unsigned long *total_scanned)
4575 {
4576         unsigned long nr_reclaimed = 0;
4577         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
4578         unsigned long reclaimed;
4579         int loop = 0;
4580         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
4581         unsigned long long excess;
4582         unsigned long nr_scanned;
4583
4584         if (order > 0)
4585                 return 0;
4586
4587         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
4588         /*
4589          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
4590          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
4591          * pressure
4592          */
4593         do {
4594                 if (next_mz)
4595                         mz = next_mz;
4596                 else
4597                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4598                 if (!mz)
4599                         break;
4600
4601                 nr_scanned = 0;
4602                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
4603                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
4604                 nr_reclaimed += reclaimed;
4605                 *total_scanned += nr_scanned;
4606                 spin_lock(&mctz->lock);
4607
4608                 /*
4609                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
4610                  * it is time to move on to the next cgroup
4611                  */
4612                 next_mz = NULL;
4613                 if (!reclaimed) {
4614                         do {
4615                                 /*
4616                                  * Loop until we find yet another one.
4617                                  *
4618                                  * By the time we get the soft_limit lock
4619                                  * again, someone might have aded the
4620                                  * group back on the RB tree. Iterate to
4621                                  * make sure we get a different mem.
4622                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
4623                                  * NULL if no other cgroup is present on
4624                                  * the tree
4625                                  */
4626                                 next_mz =
4627                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4628                                 if (next_mz == mz)
4629                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
4630                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
4631                                         break;
4632                         } while (1);
4633                 }
4634                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
4635                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
4636                 /*
4637                  * One school of thought says that we should not add
4638                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
4639                  * But our reclaim could return 0, simply because due
4640                  * to priority we are exposing a smaller subset of
4641                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
4642                  * term TODO.
4643                  */
4644                 /* If excess == 0, no tree ops */
4645                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->memcg, mz, mctz, excess);
4646                 spin_unlock(&mctz->lock);
4647                 css_put(&mz->memcg->css);
4648                 loop++;
4649                 /*
4650                  * Could not reclaim anything and there are no more
4651                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
4652                  * reclaiming anything.
4653                  */
4654                 if (!nr_reclaimed &&
4655                         (next_mz == NULL ||
4656                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
4657                         break;
4658         } while (!nr_reclaimed);
4659         if (next_mz)
4660                 css_put(&next_mz->memcg->css);
4661         return nr_reclaimed;
4662 }
4663
4664 /**
4665  * mem_cgroup_force_empty_list - clears LRU of a group
4666  * @memcg: group to clear
4667  * @node: NUMA node
4668  * @zid: zone id
4669  * @lru: lru to to clear
4670  *
4671  * Traverse a specified page_cgroup list and try to drop them all.  This doesn't
4672  * reclaim the pages page themselves - pages are moved to the parent (or root)
4673  * group.
4674  */
4675 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
4676                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
4677 {
4678         struct lruvec *lruvec;
4679         unsigned long flags;
4680         struct list_head *list;
4681         struct page *busy;
4682         struct zone *zone;
4683
4684         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
4685         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
4686         list = &lruvec->lists[lru];
4687
4688         busy = NULL;
4689         do {
4690                 struct page_cgroup *pc;
4691                 struct page *page;
4692
4693                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
4694                 if (list_empty(list)) {
4695                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4696                         break;
4697                 }
4698                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
4699                 if (busy == page) {
4700                         list_move(&page->lru, list);
4701                         busy = NULL;
4702                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4703                         continue;
4704                 }
4705                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4706
4707                 pc = lookup_page_cgroup(page);
4708
4709                 if (mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg)) {
4710                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
4711                         busy = page;
4712                         cond_resched();
4713                 } else
4714                         busy = NULL;
4715         } while (!list_empty(list));
4716 }
4717
4718 /*
4719  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task by moving
4720  * all the charges and pages to the parent.
4721  * This enables deleting this mem_cgroup.
4722  *
4723  * Caller is responsible for holding css reference on the memcg.
4724  */
4725 static void mem_cgroup_reparent_charges(struct mem_cgroup *memcg)
4726 {
4727         int node, zid;
4728         u64 usage;
4729
4730         do {
4731                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
4732                 lru_add_drain_all();
4733                 drain_all_stock_sync(memcg);
4734                 mem_cgroup_start_move(memcg);
4735                 for_each_node_state(node, N_MEMORY) {
4736                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4737                                 enum lru_list lru;
4738                                 for_each_lru(lru) {
4739                                         mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
4740                                                         node, zid, lru);
4741                                 }
4742                         }
4743                 }
4744                 mem_cgroup_end_move(memcg);
4745                 memcg_oom_recover(memcg);
4746                 cond_resched();
4747
4748                 /*
4749                  * Kernel memory may not necessarily be trackable to a specific
4750                  * process. So they are not migrated, and therefore we can't
4751                  * expect their value to drop to 0 here.
4752                  * Having res filled up with kmem only is enough.
4753                  *
4754                  * This is a safety check because mem_cgroup_force_empty_list
4755                  * could have raced with mem_cgroup_replace_page_cache callers
4756                  * so the lru seemed empty but the page could have been added
4757                  * right after the check. RES_USAGE should be safe as we always
4758                  * charge before adding to the LRU.
4759                  */
4760                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) -
4761                         res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE);
4762         } while (usage > 0);
4763 }
4764
4765 /*
4766  * This mainly exists for tests during the setting of set of use_hierarchy.
4767  * Since this is the very setting we are changing, the current hierarchy value
4768  * is meaningless
4769  */
4770 static inline bool __memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4771 {
4772         struct cgroup *pos;
4773
4774         /* bounce at first found */
4775         cgroup_for_each_child(pos, memcg->css.cgroup)
4776                 return true;
4777         return false;
4778 }
4779
4780 /*
4781  * Must be called with cgroup_lock held, unless the cgroup is guaranteed to be
4782  * already dead (in mem_cgroup_force_empty(), for instance).  This is different
4783  * from mem_cgroup_count_children(), in the sense that we don't really care how
4784  * many children we have; we only need to know if we have any.  It also counts
4785  * any memcg without hierarchy as infertile.
4786  */
4787 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4788 {
4789         return memcg->use_hierarchy && __memcg_has_children(memcg);
4790 }
4791
4792 /*
4793  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
4794  * the rest to the parent.
4795  *
4796  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
4797  */
4798 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
4799 {
4800         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4801         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
4802
4803         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
4804         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
4805                 return -EBUSY;
4806
4807         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
4808         lru_add_drain_all();
4809         /* try to free all pages in this cgroup */
4810         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
4811                 int progress;
4812
4813                 if (signal_pending(current))
4814                         return -EINTR;
4815
4816                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
4817                                                 false);
4818                 if (!progress) {
4819                         nr_retries--;
4820                         /* maybe some writeback is necessary */
4821                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
4822                 }
4823
4824         }
4825         lru_add_drain();
4826         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
4827
4828         return 0;
4829 }
4830
4831 static int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup *cont, unsigned int event)
4832 {
4833         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4834         int ret;
4835
4836         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
4837                 return -EINVAL;
4838         css_get(&memcg->css);
4839         ret = mem_cgroup_force_empty(memcg);
4840         css_put(&memcg->css);
4841
4842         return ret;
4843 }
4844
4845
4846 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
4847 {
4848         return mem_cgroup_from_cont(cont)->use_hierarchy;
4849 }
4850
4851 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
4852                                         u64 val)
4853 {
4854         int retval = 0;
4855         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4856         struct cgroup *parent = cont->parent;
4857         struct mem_cgroup *parent_memcg = NULL;
4858
4859         if (parent)
4860                 parent_memcg = mem_cgroup_from_cont(parent);
4861
4862         cgroup_lock();
4863
4864         if (memcg->use_hierarchy == val)
4865                 goto out;
4866
4867         /*
4868          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
4869          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
4870          * occur, provided the current cgroup has no children.
4871          *
4872          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
4873          * set if there are no children.
4874          */
4875         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
4876                                 (val == 1 || val == 0)) {
4877                 if (!__memcg_has_children(memcg))
4878                         memcg->use_hierarchy = val;
4879                 else
4880                         retval = -EBUSY;
4881         } else
4882                 retval = -EINVAL;
4883
4884 out:
4885         cgroup_unlock();
4886
4887         return retval;
4888 }
4889
4890
4891 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
4892                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
4893 {
4894         struct mem_cgroup *iter;
4895         long val = 0;
4896
4897         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
4898         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4899                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
4900
4901         if (val < 0) /* race ? */
4902                 val = 0;
4903         return val;
4904 }
4905
4906 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4907 {
4908         u64 val;
4909
4910         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
4911                 if (!swap)
4912                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4913                 else
4914                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4915         }
4916
4917         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
4918         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
4919
4920         if (swap)
4921                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
4922
4923         return val << PAGE_SHIFT;
4924 }
4925
4926 static ssize_t mem_cgroup_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
4927                                struct file *file, char __user *buf,
4928                                size_t nbytes, loff_t *ppos)
4929 {
4930         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4931         char str[64];
4932         u64 val;
4933         int name, len;
4934         enum res_type type;
4935
4936         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4937         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
4938
4939         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
4940                 return -EOPNOTSUPP;
4941
4942         switch (type) {
4943         case _MEM:
4944                 if (name == RES_USAGE)
4945                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4946                 else
4947                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
4948                 break;
4949         case _MEMSWAP:
4950                 if (name == RES_USAGE)
4951                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4952                 else
4953                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
4954                 break;
4955         case _KMEM:
4956                 val = res_counter_read_u64(&memcg->kmem, name);
4957                 break;
4958         default:
4959                 BUG();
4960         }
4961
4962         len = scnprintf(str, sizeof(str), "%llu\n", (unsigned long long)val);
4963         return simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, str, len);
4964 }
4965
4966 static int memcg_update_kmem_limit(struct cgroup *cont, u64 val)
4967 {
4968         int ret = -EINVAL;
4969 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4970         bool must_inc_static_branch = false;
4971
4972         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4973         /*
4974          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
4975          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
4976          * already joined.
4977          *
4978          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
4979          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
4980          * place, which makes the value quite meaningless.
4981          *
4982          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
4983          * of course permitted.
4984          *
4985          * Taking the cgroup_lock is really offensive, but it is so far the only
4986          * way to guarantee that no children will appear. There are plenty of
4987          * other offenders, and they should all go away. Fine grained locking
4988          * is probably the way to go here. When we are fully hierarchical, we
4989          * can also get rid of the use_hierarchy check.
4990          */
4991         cgroup_lock();
4992         mutex_lock(&set_limit_mutex);
4993         if (!memcg->kmem_account_flags && val != RESOURCE_MAX) {
4994                 if (cgroup_task_count(cont) || memcg_has_children(memcg)) {
4995                         ret = -EBUSY;
4996                         goto out;
4997                 }
4998                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
4999                 VM_BUG_ON(ret);
5000
5001                 ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
5002                 if (ret) {
5003                         res_counter_set_limit(&memcg->kmem, RESOURCE_MAX);
5004                         goto out;
5005                 }
5006                 must_inc_static_branch = true;
5007                 /*
5008                  * kmem charges can outlive the cgroup. In the case of slab
5009                  * pages, for instance, a page contain objects from various
5010                  * processes, so it is unfeasible to migrate them away. We
5011                  * need to reference count the memcg because of that.
5012                  */
5013                 mem_cgroup_get(memcg);
5014         } else
5015                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
5016 out:
5017         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
5018         cgroup_unlock();
5019
5020         /*
5021          * We are by now familiar with the fact that we can't inc the static
5022          * branch inside cgroup_lock. See disarm functions for details. A
5023          * worker here is overkill, but also wrong: After the limit is set, we
5024          * must start accounting right away. Since this operation can't fail,
5025          * we can safely defer it to here - no rollback will be needed.
5026          *
5027          * The boolean used to control this is also safe, because
5028          * KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED guarantees that only one process will be
5029          * able to set it to true;
5030          */
5031         if (must_inc_static_branch) {
5032                 static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5033                 /*
5034                  * setting the active bit after the inc will guarantee no one
5035                  * starts accounting before all call sites are patched
5036                  */
5037                 memcg_kmem_set_active(memcg);
5038         }
5039
5040 #endif
5041         return ret;
5042 }
5043
5044 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5045 {
5046         int ret = 0;
5047         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5048         if (!parent)
5049                 goto out;
5050
5051         memcg->kmem_account_flags = parent->kmem_account_flags;
5052 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5053         /*
5054          * When that happen, we need to disable the static branch only on those
5055          * memcgs that enabled it. To achieve this, we would be forced to
5056          * complicate the code by keeping track of which memcgs were the ones
5057          * that actually enabled limits, and which ones got it from its
5058          * parents.
5059          *
5060          * It is a lot simpler just to do static_key_slow_inc() on every child
5061          * that is accounted.
5062          */
5063         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5064                 goto out;
5065
5066         /*
5067          * destroy(), called if we fail, will issue static_key_slow_inc() and
5068          * mem_cgroup_put() if kmem is enabled. We have to either call them
5069          * unconditionally, or clear the KMEM_ACTIVE flag. I personally find
5070          * this more consistent, since it always leads to the same destroy path
5071          */
5072         mem_cgroup_get(memcg);
5073         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5074
5075         mutex_lock(&set_limit_mutex);
5076         ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
5077         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
5078 #endif
5079 out:
5080         return ret;
5081 }
5082
5083 /*
5084  * The user of this function is...
5085  * RES_LIMIT.
5086  */
5087 static int mem_cgroup_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5088                             const char *buffer)
5089 {
5090         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5091         enum res_type type;
5092         int name;
5093         unsigned long long val;
5094         int ret;
5095
5096         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5097         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5098
5099         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
5100                 return -EOPNOTSUPP;
5101
5102         switch (name) {
5103         case RES_LIMIT:
5104                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
5105                         ret = -EINVAL;
5106                         break;
5107                 }
5108                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
5109                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5110                 if (ret)
5111                         break;
5112                 if (type == _MEM)
5113                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
5114                 else if (type == _MEMSWAP)
5115                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
5116                 else if (type == _KMEM)
5117                         ret = memcg_update_kmem_limit(cont, val);
5118                 else
5119                         return -EINVAL;
5120                 break;
5121         case RES_SOFT_LIMIT:
5122                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5123                 if (ret)
5124                         break;
5125                 /*
5126                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
5127                  * of semantics, for now, we support soft limits for
5128                  * control without swap
5129                  */
5130                 if (type == _MEM)
5131                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
5132                 else
5133                         ret = -EINVAL;
5134                 break;
5135         default:
5136                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
5137                 break;
5138         }
5139         return ret;
5140 }
5141
5142 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
5143                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
5144 {
5145         struct cgroup *cgroup;
5146         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
5147
5148         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5149         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5150         cgroup = memcg->css.cgroup;
5151         if (!memcg->use_hierarchy)
5152                 goto out;
5153
5154         while (cgroup->parent) {
5155                 cgroup = cgroup->parent;
5156                 memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
5157                 if (!memcg->use_hierarchy)
5158                         break;
5159                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5160                 min_limit = min(min_limit, tmp);
5161                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5162                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
5163         }
5164 out:
5165         *mem_limit = min_limit;
5166         *memsw_limit = min_memsw_limit;
5167 }
5168
5169 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup *cont, unsigned int event)
5170 {
5171         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5172         int name;
5173         enum res_type type;
5174
5175         type = MEMFILE_TYPE(event);
5176         name = MEMFILE_ATTR(event);
5177
5178         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
5179                 return -EOPNOTSUPP;
5180
5181         switch (name) {
5182         case RES_MAX_USAGE:
5183                 if (type == _MEM)
5184                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
5185                 else if (type == _MEMSWAP)
5186                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
5187                 else if (type == _KMEM)
5188                         res_counter_reset_max(&memcg->kmem);
5189                 else
5190                         return -EINVAL;
5191                 break;
5192         case RES_FAILCNT:
5193                 if (type == _MEM)
5194                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
5195                 else if (type == _MEMSWAP)
5196                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
5197                 else if (type == _KMEM)
5198                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->kmem);
5199                 else
5200                         return -EINVAL;
5201                 break;
5202         }
5203
5204         return 0;
5205 }
5206
5207 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup *cgrp,
5208                                         struct cftype *cft)
5209 {
5210         return mem_cgroup_from_cont(cgrp)->move_charge_at_immigrate;
5211 }
5212
5213 #ifdef CONFIG_MMU
5214 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
5215                                         struct cftype *cft, u64 val)
5216 {
5217         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5218
5219         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
5220                 return -EINVAL;
5221
5222         /*
5223          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
5224          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
5225          * on with stale data. This means that changes to this value will only
5226          * affect task migrations starting after the change.
5227          */
5228         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
5229         return 0;
5230 }
5231 #else
5232 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
5233                                         struct cftype *cft, u64 val)
5234 {
5235         return -ENOSYS;
5236 }
5237 #endif
5238
5239 #ifdef CONFIG_NUMA
5240 static int memcg_numa_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5241                                       struct seq_file *m)
5242 {
5243         int nid;
5244         unsigned long total_nr, file_nr, anon_nr, unevictable_nr;
5245         unsigned long node_nr;
5246         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5247
5248         total_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL);
5249         seq_printf(m, "total=%lu", total_nr);
5250         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5251                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL);
5252                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5253         }
5254         seq_putc(m, '\n');
5255
5256         file_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_FILE);
5257         seq_printf(m, "file=%lu", file_nr);
5258         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5259                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5260                                 LRU_ALL_FILE);
5261                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5262         }
5263         seq_putc(m, '\n');
5264
5265         anon_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_ANON);
5266         seq_printf(m, "anon=%lu", anon_nr);
5267         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5268                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5269                                 LRU_ALL_ANON);
5270                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5271         }
5272         seq_putc(m, '\n');
5273
5274         unevictable_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
5275         seq_printf(m, "unevictable=%lu", unevictable_nr);
5276         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5277                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5278                                 BIT(LRU_UNEVICTABLE));
5279                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5280         }
5281         seq_putc(m, '\n');
5282         return 0;
5283 }
5284 #endif /* CONFIG_NUMA */
5285
5286 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
5287 {
5288         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
5289 }
5290
5291 static int memcg_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5292                                  struct seq_file *m)
5293 {
5294         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5295         struct mem_cgroup *mi;
5296         unsigned int i;
5297
5298         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5299                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5300                         continue;
5301                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
5302                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
5303         }
5304
5305         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
5306                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
5307                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
5308
5309         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
5310                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
5311                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
5312
5313         /* Hierarchical information */
5314         {
5315                 unsigned long long limit, memsw_limit;
5316                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
5317                 seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n", limit);
5318                 if (do_swap_account)
5319                         seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
5320                                    memsw_limit);
5321         }
5322
5323         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5324                 long long val = 0;
5325
5326                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5327                         continue;
5328                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5329                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
5330                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
5331         }
5332
5333         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
5334                 unsigned long long val = 0;
5335
5336                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5337                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
5338                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
5339                            mem_cgroup_events_names[i], val);
5340         }
5341
5342         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
5343                 unsigned long long val = 0;
5344
5345                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5346                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
5347                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
5348         }
5349
5350 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5351         {
5352                 int nid, zid;
5353                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5354                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
5355                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
5356                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
5357
5358                 for_each_online_node(nid)
5359                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
5360                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
5361                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
5362
5363                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
5364                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
5365                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
5366                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
5367                         }
5368                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
5369                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
5370                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
5371                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
5372         }
5373 #endif
5374
5375         return 0;
5376 }
5377
5378 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
5379 {
5380         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5381
5382         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
5383 }
5384
5385 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
5386                                        u64 val)
5387 {
5388         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5389         struct mem_cgroup *parent;
5390
5391         if (val > 100)
5392                 return -EINVAL;
5393
5394         if (cgrp->parent == NULL)
5395                 return -EINVAL;
5396
5397         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
5398
5399         cgroup_lock();
5400
5401         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
5402         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5403                 cgroup_unlock();
5404                 return -EINVAL;
5405         }
5406
5407         memcg->swappiness = val;
5408
5409         cgroup_unlock();
5410
5411         return 0;
5412 }
5413
5414 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5415 {
5416         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
5417         u64 usage;
5418         int i;
5419
5420         rcu_read_lock();
5421         if (!swap)
5422                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
5423         else
5424                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
5425
5426         if (!t)
5427                 goto unlock;
5428
5429         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
5430
5431         /*
5432          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
5433          * If it's not true, a threshold was crossed after last
5434          * call of __mem_cgroup_threshold().
5435          */
5436         i = t->current_threshold;
5437
5438         /*
5439          * Iterate backward over array of thresholds starting from
5440          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
5441          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
5442          * only one element of the array here.
5443          */
5444         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
5445                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5446
5447         /* i = current_threshold + 1 */
5448         i++;
5449
5450         /*
5451          * Iterate forward over array of thresholds starting from
5452          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
5453          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
5454          * only one element of the array here.
5455          */
5456         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
5457                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5458
5459         /* Update current_threshold */
5460         t->current_threshold = i - 1;
5461 unlock:
5462         rcu_read_unlock();
5463 }
5464
5465 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
5466 {
5467         while (memcg) {
5468                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
5469                 if (do_swap_account)
5470                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
5471
5472                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5473         }
5474 }
5475
5476 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
5477 {
5478         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
5479         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
5480
5481         return _a->threshold - _b->threshold;
5482 }
5483
5484 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
5485 {
5486         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
5487
5488         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
5489                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
5490         return 0;
5491 }
5492
5493 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
5494 {
5495         struct mem_cgroup *iter;
5496
5497         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5498                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
5499 }
5500
5501 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup *cgrp,
5502         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5503 {
5504         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5505         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5506         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5507         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5508         u64 threshold, usage;
5509         int i, size, ret;
5510
5511         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
5512         if (ret)
5513                 return ret;
5514
5515         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5516
5517         if (type == _MEM)
5518                 thresholds = &memcg->thresholds;
5519         else if (type == _MEMSWAP)
5520                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5521         else
5522                 BUG();
5523
5524         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5525
5526         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
5527         if (thresholds->primary)
5528                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5529
5530         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
5531
5532         /* Allocate memory for new array of thresholds */
5533         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5534                         GFP_KERNEL);
5535         if (!new) {
5536                 ret = -ENOMEM;
5537                 goto unlock;
5538         }
5539         new->size = size;
5540
5541         /* Copy thresholds (if any) to new array */
5542         if (thresholds->primary) {
5543                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
5544                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
5545         }
5546
5547         /* Add new threshold */
5548         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
5549         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
5550
5551         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
5552         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5553                         compare_thresholds, NULL);
5554
5555         /* Find current threshold */
5556         new->current_threshold = -1;
5557         for (i = 0; i < size; i++) {
5558                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
5559                         /*
5560                          * new->current_threshold will not be used until
5561                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5562                          * it here.
5563                          */
5564                         ++new->current_threshold;
5565                 } else
5566                         break;
5567         }
5568
5569         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
5570         kfree(thresholds->spare);
5571         thresholds->spare = thresholds->primary;
5572
5573         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5574
5575         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5576         synchronize_rcu();
5577
5578 unlock:
5579         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5580
5581         return ret;
5582 }
5583
5584 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
5585         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5586 {
5587         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5588         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5589         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5590         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5591         u64 usage;
5592         int i, j, size;
5593
5594         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5595         if (type == _MEM)
5596                 thresholds = &memcg->thresholds;
5597         else if (type == _MEMSWAP)
5598                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5599         else
5600                 BUG();
5601
5602         if (!thresholds->primary)
5603                 goto unlock;
5604
5605         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5606
5607         /* Check if a threshold crossed before removing */
5608         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5609
5610         /* Calculate new number of threshold */
5611         size = 0;
5612         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5613                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
5614                         size++;
5615         }
5616
5617         new = thresholds->spare;
5618
5619         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
5620         if (!size) {
5621                 kfree(new);
5622                 new = NULL;
5623                 goto swap_buffers;
5624         }
5625
5626         new->size = size;
5627
5628         /* Copy thresholds and find current threshold */
5629         new->current_threshold = -1;
5630         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5631                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
5632                         continue;
5633
5634                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
5635                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
5636                         /*
5637                          * new->current_threshold will not be used
5638                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5639                          * it here.
5640                          */
5641                         ++new->current_threshold;
5642                 }
5643                 j++;
5644         }
5645
5646 swap_buffers:
5647         /* Swap primary and spare array */
5648         thresholds->spare = thresholds->primary;
5649         /* If all events are unregistered, free the spare array */
5650         if (!new) {
5651                 kfree(thresholds->spare);
5652                 thresholds->spare = NULL;
5653         }
5654
5655         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5656
5657         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5658         synchronize_rcu();
5659 unlock:
5660         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5661 }
5662
5663 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup *cgrp,
5664         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5665 {
5666         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5667         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
5668         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5669
5670         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5671         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5672         if (!event)
5673                 return -ENOMEM;
5674
5675         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5676
5677         event->eventfd = eventfd;
5678         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
5679
5680         /* already in OOM ? */
5681         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5682                 eventfd_signal(eventfd, 1);
5683         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5684
5685         return 0;
5686 }
5687
5688 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
5689         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5690 {
5691         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5692         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
5693         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5694
5695         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5696
5697         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5698
5699         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
5700                 if (ev->eventfd == eventfd) {
5701                         list_del(&ev->list);
5702                         kfree(ev);
5703                 }
5704         }
5705
5706         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5707 }
5708
5709 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup *cgrp,
5710         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
5711 {
5712         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5713
5714         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", memcg->oom_kill_disable);
5715
5716         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5717                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
5718         else
5719                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
5720         return 0;
5721 }
5722
5723 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup *cgrp,
5724         struct cftype *cft, u64 val)
5725 {
5726         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5727         struct mem_cgroup *parent;
5728
5729         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
5730         if (!cgrp->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
5731                 return -EINVAL;
5732
5733         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
5734
5735         cgroup_lock();
5736         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
5737         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5738                 cgroup_unlock();
5739                 return -EINVAL;
5740         }
5741         memcg->oom_kill_disable = val;
5742         if (!val)
5743                 memcg_oom_recover(memcg);
5744         cgroup_unlock();
5745         return 0;
5746 }
5747
5748 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5749 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5750 {
5751         int ret;
5752
5753         memcg->kmemcg_id = -1;
5754         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
5755         if (ret)
5756                 return ret;
5757
5758         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
5759 };
5760
5761 static void kmem_cgroup_destroy(struct mem_cgroup *memcg)
5762 {
5763         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
5764
5765         memcg_kmem_mark_dead(memcg);
5766
5767         if (res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0)
5768                 return;
5769
5770         /*
5771          * Charges already down to 0, undo mem_cgroup_get() done in the charge
5772          * path here, being careful not to race with memcg_uncharge_kmem: it is
5773          * possible that the charges went down to 0 between mark_dead and the
5774          * res_counter read, so in that case, we don't need the put
5775          */
5776         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
5777                 mem_cgroup_put(memcg);
5778 }
5779 #else
5780 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5781 {
5782         return 0;
5783 }
5784
5785 static void kmem_cgroup_destroy(struct mem_cgroup *memcg)
5786 {
5787 }
5788 #endif
5789
5790 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
5791         {
5792                 .name = "usage_in_bytes",
5793                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
5794                 .read = mem_cgroup_read,
5795                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
5796                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
5797         },
5798         {
5799                 .name = "max_usage_in_bytes",
5800                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
5801                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5802                 .read = mem_cgroup_read,
5803         },
5804         {
5805                 .name = "limit_in_bytes",
5806                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
5807                 .write_string = mem_cgroup_write,
5808                 .read = mem_cgroup_read,
5809         },
5810         {
5811                 .name = "soft_limit_in_bytes",
5812                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
5813                 .write_string = mem_cgroup_write,
5814                 .read = mem_cgroup_read,
5815         },
5816         {
5817                 .name = "failcnt",
5818                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
5819                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5820                 .read = mem_cgroup_read,
5821         },
5822         {
5823                 .name = "stat",
5824                 .read_seq_string = memcg_stat_show,
5825         },
5826         {
5827                 .name = "force_empty",
5828                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
5829         },
5830         {
5831                 .name = "use_hierarchy",
5832                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
5833                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
5834         },
5835         {
5836                 .name = "swappiness",
5837                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
5838                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
5839         },
5840         {
5841                 .name = "move_charge_at_immigrate",
5842                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
5843                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
5844         },
5845         {
5846                 .name = "oom_control",
5847                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
5848                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
5849                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
5850                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
5851                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
5852         },
5853 #ifdef CONFIG_NUMA
5854         {
5855                 .name = "numa_stat",
5856                 .read_seq_string = memcg_numa_stat_show,
5857         },
5858 #endif
5859 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5860         {
5861                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
5862                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
5863                 .write_string = mem_cgroup_write,
5864                 .read = mem_cgroup_read,
5865         },
5866         {
5867                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
5868                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
5869                 .read = mem_cgroup_read,
5870         },
5871         {
5872                 .name = "kmem.failcnt",
5873                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
5874                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5875                 .read = mem_cgroup_read,
5876         },
5877         {
5878                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
5879                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
5880                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5881                 .read = mem_cgroup_read,
5882         },
5883 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5884         {
5885                 .name = "kmem.slabinfo",
5886                 .read_seq_string = mem_cgroup_slabinfo_read,
5887         },
5888 #endif
5889 #endif
5890         { },    /* terminate */
5891 };
5892
5893 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5894 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
5895         {
5896                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
5897                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
5898                 .read = mem_cgroup_read,
5899                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
5900                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
5901         },
5902         {
5903                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
5904                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
5905                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5906                 .read = mem_cgroup_read,
5907         },
5908         {
5909                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
5910                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
5911                 .write_string = mem_cgroup_write,
5912                 .read = mem_cgroup_read,
5913         },
5914         {
5915                 .name = "memsw.failcnt",
5916                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
5917                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5918                 .read = mem_cgroup_read,
5919         },
5920         { },    /* terminate */
5921 };
5922 #endif
5923 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5924 {
5925         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5926         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5927         int zone, tmp = node;
5928         /*
5929          * This routine is called against possible nodes.
5930          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
5931          *
5932          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
5933          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
5934          *       function.
5935          */
5936         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5937                 tmp = -1;
5938         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
5939         if (!pn)
5940                 return 1;
5941
5942         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
5943                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
5944                 lruvec_init(&mz->lruvec);
5945                 mz->usage_in_excess = 0;
5946                 mz->on_tree = false;
5947                 mz->memcg = memcg;
5948         }
5949         memcg->info.nodeinfo[node] = pn;
5950         return 0;
5951 }
5952
5953 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5954 {
5955         kfree(memcg->info.nodeinfo[node]);
5956 }
5957
5958 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
5959 {
5960         struct mem_cgroup *memcg;
5961         size_t size = memcg_size();
5962
5963         /* Can be very big if nr_node_ids is very big */
5964         if (size < PAGE_SIZE)
5965                 memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
5966         else
5967                 memcg = vzalloc(size);
5968
5969         if (!memcg)
5970                 return NULL;
5971
5972         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
5973         if (!memcg->stat)
5974                 goto out_free;
5975         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
5976         return memcg;
5977
5978 out_free:
5979         if (size < PAGE_SIZE)
5980                 kfree(memcg);
5981         else
5982                 vfree(memcg);
5983         return NULL;
5984 }
5985
5986 /*
5987  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
5988  * (scanning all at force_empty is too costly...)
5989  *
5990  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
5991  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
5992  * it goes down to 0.
5993  *
5994  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
5995  */
5996
5997 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5998 {
5999         int node;
6000         size_t size = memcg_size();
6001
6002         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
6003         free_css_id(&mem_cgroup_subsys, &memcg->css);
6004
6005         for_each_node(node)
6006                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
6007
6008         free_percpu(memcg->stat);
6009
6010         /*
6011          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
6012          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
6013          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
6014          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
6015          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
6016          *
6017          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
6018          * to move this code around, and make sure it is outside
6019          * the cgroup_lock.
6020          */
6021         disarm_static_keys(memcg);
6022         if (size < PAGE_SIZE)
6023                 kfree(memcg);
6024         else
6025                 vfree(memcg);
6026 }
6027
6028
6029 /*
6030  * Helpers for freeing a kmalloc()ed/vzalloc()ed mem_cgroup by RCU,
6031  * but in process context.  The work_freeing structure is overlaid
6032  * on the rcu_freeing structure, which itself is overlaid on memsw.
6033  */
6034 static void free_work(struct work_struct *work)
6035 {
6036         struct mem_cgroup *memcg;
6037
6038         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, work_freeing);
6039         __mem_cgroup_free(memcg);
6040 }
6041
6042 static void free_rcu(struct rcu_head *rcu_head)
6043 {
6044         struct mem_cgroup *memcg;
6045
6046         memcg = container_of(rcu_head, struct mem_cgroup, rcu_freeing);
6047         INIT_WORK(&memcg->work_freeing, free_work);
6048         schedule_work(&memcg->work_freeing);
6049 }
6050
6051 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg)
6052 {
6053         atomic_inc(&memcg->refcnt);
6054 }
6055
6056 static void __mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg, int count)
6057 {
6058         if (atomic_sub_and_test(count, &memcg->refcnt)) {
6059                 struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
6060                 call_rcu(&memcg->rcu_freeing, free_rcu);
6061                 if (parent)
6062                         mem_cgroup_put(parent);
6063         }
6064 }
6065
6066 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg)
6067 {
6068         __mem_cgroup_put(memcg, 1);
6069 }
6070
6071 /*
6072  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
6073  */
6074 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
6075 {
6076         if (!memcg->res.parent)
6077                 return NULL;
6078         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
6079 }
6080 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
6081
6082 static int mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
6083 {
6084         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
6085         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
6086         int tmp, node, zone;
6087
6088         for_each_node(node) {
6089                 tmp = node;
6090                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6091                         tmp = -1;
6092                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
6093                 if (!rtpn)
6094                         goto err_cleanup;
6095
6096                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
6097
6098                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6099                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
6100                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
6101                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
6102                 }
6103         }
6104         return 0;
6105
6106 err_cleanup:
6107         for_each_node(node) {
6108                 if (!soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node])
6109                         break;
6110                 kfree(soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node]);
6111                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = NULL;
6112         }
6113         return 1;
6114
6115 }
6116
6117 static struct cgroup_subsys_state * __ref
6118 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup *cont)
6119 {
6120         struct mem_cgroup *memcg;
6121         long error = -ENOMEM;
6122         int node;
6123
6124         memcg = mem_cgroup_alloc();
6125         if (!memcg)
6126                 return ERR_PTR(error);
6127
6128         for_each_node(node)
6129                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
6130                         goto free_out;
6131
6132         /* root ? */
6133         if (cont->parent == NULL) {
6134                 int cpu;
6135
6136                 if (mem_cgroup_soft_limit_tree_init())
6137                         goto free_out;
6138                 root_mem_cgroup = memcg;
6139                 for_each_possible_cpu(cpu) {
6140                         struct memcg_stock_pcp *stock =
6141                                                 &per_cpu(memcg_stock, cpu);
6142                         INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
6143                 }
6144
6145                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6146                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6147                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6148         }
6149
6150         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
6151         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
6152         atomic_set(&memcg->refcnt, 1);
6153         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
6154         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
6155         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
6156
6157         return &memcg->css;
6158
6159 free_out:
6160         __mem_cgroup_free(memcg);
6161         return ERR_PTR(error);
6162 }
6163
6164 static int
6165 mem_cgroup_css_online(struct cgroup *cont)
6166 {
6167         struct mem_cgroup *memcg, *parent;
6168         int error = 0;
6169
6170         if (!cont->parent)
6171                 return 0;
6172
6173         memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
6174         parent = mem_cgroup_from_cont(cont->parent);
6175
6176         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
6177         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
6178         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
6179
6180         if (parent->use_hierarchy) {
6181                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
6182                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
6183                 res_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
6184
6185                 /*
6186                  * We increment refcnt of the parent to ensure that we can
6187                  * safely access it on res_counter_charge/uncharge.
6188                  * This refcnt will be decremented when freeing this
6189                  * mem_cgroup(see mem_cgroup_put).
6190                  */
6191                 mem_cgroup_get(parent);
6192         } else {
6193                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6194                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6195                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6196                 /*
6197                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
6198                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
6199                  * unfortunate state in our controller.
6200                  */
6201                 if (parent != root_mem_cgroup)
6202                         mem_cgroup_subsys.broken_hierarchy = true;
6203         }
6204
6205         error = memcg_init_kmem(memcg, &mem_cgroup_subsys);
6206         if (error) {
6207                 /*
6208                  * We call put now because our (and parent's) refcnts
6209                  * are already in place. mem_cgroup_put() will internally
6210                  * call __mem_cgroup_free, so return directly
6211                  */
6212                 mem_cgroup_put(memcg);
6213         }
6214         return error;
6215 }
6216
6217 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup *cont)
6218 {
6219         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
6220
6221         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
6222         mem_cgroup_destroy_all_caches(memcg);
6223 }
6224
6225 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup *cont)
6226 {
6227         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
6228
6229         kmem_cgroup_destroy(memcg);
6230
6231         mem_cgroup_put(memcg);
6232 }
6233
6234 #ifdef CONFIG_MMU
6235 /* Handlers for move charge at task migration. */
6236 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
6237 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
6238 {
6239         int ret = 0;
6240         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6241         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
6242
6243         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6244                 mc.precharge += count;
6245                 /* we don't need css_get for root */
6246                 return ret;
6247         }
6248         /* try to charge at once */
6249         if (count > 1) {
6250                 struct res_counter *dummy;
6251                 /*
6252                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
6253                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
6254                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
6255                  * css_get().
6256                  */
6257                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
6258                         goto one_by_one;
6259                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
6260                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
6261                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
6262                         goto one_by_one;
6263                 }
6264                 mc.precharge += count;
6265                 return ret;
6266         }
6267 one_by_one:
6268         /* fall back to one by one charge */
6269         while (count--) {
6270                 if (signal_pending(current)) {
6271                         ret = -EINTR;
6272                         break;
6273                 }
6274                 if (!batch_count--) {
6275                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6276                         cond_resched();
6277                 }
6278                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
6279                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
6280                 if (ret)
6281                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
6282                         return ret;
6283                 mc.precharge++;
6284         }
6285         return ret;
6286 }
6287
6288 /**
6289  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
6290  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
6291  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
6292  * @ptent: the pte to be checked
6293  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
6294  *
6295  * Returns
6296  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
6297  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
6298  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
6299  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
6300  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
6301  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
6302  *     in target->ent.
6303  *
6304  * Called with pte lock held.
6305  */
6306 union mc_target {
6307         struct page     *page;
6308         swp_entry_t     ent;
6309 };
6310
6311 enum mc_target_type {
6312         MC_TARGET_NONE = 0,
6313         MC_TARGET_PAGE,
6314         MC_TARGET_SWAP,
6315 };
6316
6317 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
6318                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
6319 {
6320         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
6321
6322         if (!page || !page_mapped(page))
6323                 return NULL;
6324         if (PageAnon(page)) {
6325                 /* we don't move shared anon */
6326                 if (!move_anon())
6327                         return NULL;
6328         } else if (!move_file())
6329                 /* we ignore mapcount for file pages */
6330                 return NULL;
6331         if (!get_page_unless_zero(page))
6332                 return NULL;
6333
6334         return page;
6335 }
6336
6337 #ifdef CONFIG_SWAP
6338 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6339                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6340 {
6341         struct page *page = NULL;
6342         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
6343
6344         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
6345                 return NULL;
6346         /*
6347          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
6348          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
6349          */
6350         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
6351         if (do_swap_account)
6352                 entry->val = ent.val;
6353
6354         return page;
6355 }
6356 #else
6357 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6358                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6359 {
6360         return NULL;
6361 }
6362 #endif
6363
6364 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
6365                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6366 {
6367         struct page *page = NULL;
6368         struct address_space *mapping;
6369         pgoff_t pgoff;
6370
6371         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
6372                 return NULL;
6373         if (!move_file())
6374                 return NULL;
6375
6376         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
6377         if (pte_none(ptent))
6378                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
6379         else /* pte_file(ptent) is true */
6380                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
6381
6382         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
6383         page = find_get_page(mapping, pgoff);
6384
6385 #ifdef CONFIG_SWAP
6386         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
6387         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
6388                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
6389                 if (do_swap_account)
6390                         *entry = swap;
6391                 page = find_get_page(swap_address_space(swap), swap.val);
6392         }
6393 #endif
6394         return page;
6395 }
6396
6397 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
6398                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
6399 {
6400         struct page *page = NULL;
6401         struct page_cgroup *pc;
6402         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6403         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
6404
6405         if (pte_present(ptent))
6406                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
6407         else if (is_swap_pte(ptent))
6408                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6409         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
6410                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6411
6412         if (!page && !ent.val)
6413                 return ret;
6414         if (page) {
6415                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6416                 /*
6417                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
6418                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
6419                  * the lock.
6420                  */
6421                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6422                         ret = MC_TARGET_PAGE;
6423                         if (target)
6424                                 target->page = page;
6425                 }
6426                 if (!ret || !target)
6427                         put_page(page);
6428         }
6429         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
6430         if (ent.val && !ret &&
6431                         css_id(&mc.from->css) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
6432                 ret = MC_TARGET_SWAP;
6433                 if (target)
6434                         target->ent = ent;
6435         }
6436         return ret;
6437 }
6438
6439 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
6440 /*
6441  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
6442  * support them for now.
6443  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
6444  */
6445 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6446                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6447 {
6448         struct page *page = NULL;
6449         struct page_cgroup *pc;
6450         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6451
6452         page = pmd_page(pmd);
6453         VM_BUG_ON(!page || !PageHead(page));
6454         if (!move_anon())
6455                 return ret;
6456         pc = lookup_page_cgroup(page);
6457         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6458                 ret = MC_TARGET_PAGE;
6459                 if (target) {
6460                         get_page(page);
6461                         target->page = page;
6462                 }
6463         }
6464         return ret;
6465 }
6466 #else
6467 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6468                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6469 {
6470         return MC_TARGET_NONE;
6471 }
6472 #endif
6473
6474 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
6475                                         unsigned long addr, unsigned long end,
6476                                         struct mm_walk *walk)
6477 {
6478         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6479         pte_t *pte;
6480         spinlock_t *ptl;
6481
6482         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
6483                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
6484                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
6485                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6486                 return 0;
6487         }
6488
6489         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6490                 return 0;
6491         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6492         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
6493                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
6494                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
6495         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6496         cond_resched();
6497
6498         return 0;
6499 }
6500
6501 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
6502 {
6503         unsigned long precharge;
6504         struct vm_area_struct *vma;
6505
6506         down_read(&mm->mmap_sem);
6507         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6508                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
6509                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
6510                         .mm = mm,
6511                         .private = vma,
6512                 };
6513                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6514                         continue;
6515                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6516                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
6517         }
6518         up_read(&mm->mmap_sem);
6519
6520         precharge = mc.precharge;
6521         mc.precharge = 0;
6522
6523         return precharge;
6524 }
6525
6526 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
6527 {
6528         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
6529
6530         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
6531         mc.moving_task = current;
6532         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
6533 }
6534
6535 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
6536 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
6537 {
6538         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6539         struct mem_cgroup *to = mc.to;
6540
6541         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
6542         if (mc.precharge) {
6543                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
6544                 mc.precharge = 0;
6545         }
6546         /*
6547          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
6548          * we must uncharge here.
6549          */
6550         if (mc.moved_charge) {
6551                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
6552                 mc.moved_charge = 0;
6553         }
6554         /* we must fixup refcnts and charges */
6555         if (mc.moved_swap) {
6556                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
6557                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
6558                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
6559                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6560                 __mem_cgroup_put(mc.from, mc.moved_swap);
6561
6562                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
6563                         /*
6564                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
6565                          * uncharge to->res.
6566                          */
6567                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
6568                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6569                 }
6570                 /* we've already done mem_cgroup_get(mc.to) */
6571                 mc.moved_swap = 0;
6572         }
6573         memcg_oom_recover(from);
6574         memcg_oom_recover(to);
6575         wake_up_all(&mc.waitq);
6576 }
6577
6578 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
6579 {
6580         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6581
6582         /*
6583          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
6584          * task migration.
6585          */
6586         mc.moving_task = NULL;
6587         __mem_cgroup_clear_mc();
6588         spin_lock(&mc.lock);
6589         mc.from = NULL;
6590         mc.to = NULL;
6591         spin_unlock(&mc.lock);
6592         mem_cgroup_end_move(from);
6593 }
6594
6595 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
6596                                  struct cgroup_taskset *tset)
6597 {
6598         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6599         int ret = 0;
6600         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
6601         unsigned long move_charge_at_immigrate;
6602
6603         /*
6604          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
6605          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
6606          * So we need to save it, and keep it going.
6607          */
6608         move_charge_at_immigrate  = memcg->move_charge_at_immigrate;
6609         if (move_charge_at_immigrate) {
6610                 struct mm_struct *mm;
6611                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
6612
6613                 VM_BUG_ON(from == memcg);
6614
6615                 mm = get_task_mm(p);
6616                 if (!mm)
6617                         return 0;
6618                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
6619                 if (mm->owner == p) {
6620                         VM_BUG_ON(mc.from);
6621                         VM_BUG_ON(mc.to);
6622                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
6623                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
6624                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
6625                         mem_cgroup_start_move(from);
6626                         spin_lock(&mc.lock);
6627                         mc.from = from;
6628                         mc.to = memcg;
6629                         mc.immigrate_flags = move_charge_at_immigrate;
6630                         spin_unlock(&mc.lock);
6631                         /* We set mc.moving_task later */
6632
6633                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6634                         if (ret)
6635                                 mem_cgroup_clear_mc();
6636                 }
6637                 mmput(mm);
6638         }
6639         return ret;
6640 }
6641
6642 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
6643                                      struct cgroup_taskset *tset)
6644 {
6645         mem_cgroup_clear_mc();
6646 }
6647
6648 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6649                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6650                                 struct mm_walk *walk)
6651 {
6652         int ret = 0;
6653         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6654         pte_t *pte;
6655         spinlock_t *ptl;
6656         enum mc_target_type target_type;
6657         union mc_target target;
6658         struct page *page;
6659         struct page_cgroup *pc;
6660
6661         /*
6662          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
6663          * happens because:
6664          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
6665          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
6666          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
6667          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
6668          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
6669          *    part of thp split is not executed yet.
6670          */
6671         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
6672                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6673                         spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6674                         return 0;
6675                 }
6676                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6677                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6678                         page = target.page;
6679                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6680                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6681                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
6682                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
6683                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6684                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6685                                 }
6686                                 putback_lru_page(page);
6687                         }
6688                         put_page(page);
6689                 }
6690                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6691                 return 0;
6692         }
6693
6694         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6695                 return 0;
6696 retry:
6697         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6698         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6699                 pte_t ptent = *(pte++);
6700                 swp_entry_t ent;
6701
6702                 if (!mc.precharge)
6703                         break;
6704
6705                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6706                 case MC_TARGET_PAGE:
6707                         page = target.page;
6708                         if (isolate_lru_page(page))
6709                                 goto put;
6710                         pc = lookup_page_cgroup(page);
6711                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
6712                                                      mc.from, mc.to)) {
6713                                 mc.precharge--;
6714                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6715                                 mc.moved_charge++;
6716                         }
6717                         putback_lru_page(page);
6718 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6719                         put_page(page);
6720                         break;
6721                 case MC_TARGET_SWAP:
6722                         ent = target.ent;
6723                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6724                                 mc.precharge--;
6725                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
6726                                 mc.moved_swap++;
6727                         }
6728                         break;
6729                 default:
6730                         break;
6731                 }
6732         }
6733         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6734         cond_resched();
6735
6736         if (addr != end) {
6737                 /*
6738                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6739                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6740                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6741                  * phase.
6742                  */
6743                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6744                 if (!ret)
6745                         goto retry;
6746         }
6747
6748         return ret;
6749 }
6750
6751 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
6752 {
6753         struct vm_area_struct *vma;
6754
6755         lru_add_drain_all();
6756 retry:
6757         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
6758                 /*
6759                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
6760                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6761                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6762                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6763                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6764                  */
6765                 __mem_cgroup_clear_mc();
6766                 cond_resched();
6767                 goto retry;
6768         }
6769         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6770                 int ret;
6771                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
6772                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6773                         .mm = mm,
6774                         .private = vma,
6775                 };
6776                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6777                         continue;
6778                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6779                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
6780                 if (ret)
6781                         /*
6782                          * means we have consumed all precharges and failed in
6783                          * doing additional charge. Just abandon here.
6784                          */
6785                         break;
6786         }
6787         up_read(&mm->mmap_sem);
6788 }
6789
6790 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
6791                                  struct cgroup_taskset *tset)
6792 {
6793         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6794         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
6795
6796         if (mm) {
6797                 if (mc.to)
6798                         mem_cgroup_move_charge(mm);
6799                 mmput(mm);
6800         }
6801         if (mc.to)
6802                 mem_cgroup_clear_mc();
6803 }
6804 #else   /* !CONFIG_MMU */
6805 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
6806                                  struct cgroup_taskset *tset)
6807 {
6808         return 0;
6809 }
6810 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
6811                                      struct cgroup_taskset *tset)
6812 {
6813 }
6814 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
6815                                  struct cgroup_taskset *tset)
6816 {
6817 }
6818 #endif
6819
6820 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
6821         .name = "memory",
6822         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
6823         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6824         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6825         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6826         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6827         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6828         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6829         .attach = mem_cgroup_move_task,
6830         .base_cftypes = mem_cgroup_files,
6831         .early_init = 0,
6832         .use_id = 1,
6833 };
6834
6835 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6836 static int __init enable_swap_account(char *s)
6837 {
6838         /* consider enabled if no parameter or 1 is given */
6839         if (!strcmp(s, "1"))
6840                 really_do_swap_account = 1;
6841         else if (!strcmp(s, "0"))
6842                 really_do_swap_account = 0;
6843         return 1;
6844 }
6845 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
6846
6847 static void __init memsw_file_init(void)
6848 {
6849         WARN_ON(cgroup_add_cftypes(&mem_cgroup_subsys, memsw_cgroup_files));
6850 }
6851
6852 static void __init enable_swap_cgroup(void)
6853 {
6854         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
6855                 do_swap_account = 1;
6856                 memsw_file_init();
6857         }
6858 }
6859
6860 #else
6861 static void __init enable_swap_cgroup(void)
6862 {
6863 }
6864 #endif
6865
6866 /*
6867  * The rest of init is performed during ->css_alloc() for root css which
6868  * happens before initcalls.  hotcpu_notifier() can't be done together as
6869  * it would introduce circular locking by adding cgroup_lock -> cpu hotplug
6870  * dependency.  Do it from a subsys_initcall().
6871  */
6872 static int __init mem_cgroup_init(void)
6873 {
6874         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
6875         enable_swap_cgroup();
6876         return 0;
6877 }
6878 subsys_initcall(mem_cgroup_init);