memcg: remove cgroup_event->cft
[platform/adaptation/renesas_rcar/renesas_kernel.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * Kernel Memory Controller
14  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
15  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
16  *
17  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
18  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
19  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
20  * (at your option) any later version.
21  *
22  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
23  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
24  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
25  * GNU General Public License for more details.
26  */
27
28 #include <linux/res_counter.h>
29 #include <linux/memcontrol.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31 #include <linux/mm.h>
32 #include <linux/hugetlb.h>
33 #include <linux/pagemap.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/page-flags.h>
36 #include <linux/backing-dev.h>
37 #include <linux/bit_spinlock.h>
38 #include <linux/rcupdate.h>
39 #include <linux/limits.h>
40 #include <linux/export.h>
41 #include <linux/mutex.h>
42 #include <linux/rbtree.h>
43 #include <linux/slab.h>
44 #include <linux/swap.h>
45 #include <linux/swapops.h>
46 #include <linux/spinlock.h>
47 #include <linux/eventfd.h>
48 #include <linux/poll.h>
49 #include <linux/sort.h>
50 #include <linux/fs.h>
51 #include <linux/seq_file.h>
52 #include <linux/vmalloc.h>
53 #include <linux/vmpressure.h>
54 #include <linux/mm_inline.h>
55 #include <linux/page_cgroup.h>
56 #include <linux/cpu.h>
57 #include <linux/oom.h>
58 #include <linux/lockdep.h>
59 #include <linux/file.h>
60 #include "internal.h"
61 #include <net/sock.h>
62 #include <net/ip.h>
63 #include <net/tcp_memcontrol.h>
64
65 #include <asm/uaccess.h>
66
67 #include <trace/events/vmscan.h>
68
69 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys __read_mostly;
70 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_subsys);
71
72 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
73 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
74
75 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
76 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
77 int do_swap_account __read_mostly;
78
79 /* for remember boot option*/
80 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
81 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
82 #else
83 static int really_do_swap_account __initdata = 0;
84 #endif
85
86 #else
87 #define do_swap_account         0
88 #endif
89
90
91 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
92         "cache",
93         "rss",
94         "rss_huge",
95         "mapped_file",
96         "writeback",
97         "swap",
98 };
99
100 enum mem_cgroup_events_index {
101         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
102         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
103         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
104         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
105         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
106 };
107
108 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
109         "pgpgin",
110         "pgpgout",
111         "pgfault",
112         "pgmajfault",
113 };
114
115 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
116         "inactive_anon",
117         "active_anon",
118         "inactive_file",
119         "active_file",
120         "unevictable",
121 };
122
123 /*
124  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
125  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
126  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
127  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
128  */
129 enum mem_cgroup_events_target {
130         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
131         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
132         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
133         MEM_CGROUP_NTARGETS,
134 };
135 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
136 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
137 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
138
139 struct mem_cgroup_stat_cpu {
140         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
141         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
142         unsigned long nr_page_events;
143         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
144 };
145
146 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
147         /*
148          * last scanned hierarchy member. Valid only if last_dead_count
149          * matches memcg->dead_count of the hierarchy root group.
150          */
151         struct mem_cgroup *last_visited;
152         unsigned long last_dead_count;
153
154         /* scan generation, increased every round-trip */
155         unsigned int generation;
156 };
157
158 /*
159  * per-zone information in memory controller.
160  */
161 struct mem_cgroup_per_zone {
162         struct lruvec           lruvec;
163         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
164
165         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
166
167         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
168         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
169                                                 /* the soft limit is exceeded*/
170         bool                    on_tree;
171         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
172                                                 /* use container_of        */
173 };
174
175 struct mem_cgroup_per_node {
176         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
177 };
178
179 /*
180  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
181  * their hierarchy representation
182  */
183
184 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
185         struct rb_root rb_root;
186         spinlock_t lock;
187 };
188
189 struct mem_cgroup_tree_per_node {
190         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
191 };
192
193 struct mem_cgroup_tree {
194         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
195 };
196
197 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
198
199 struct mem_cgroup_threshold {
200         struct eventfd_ctx *eventfd;
201         u64 threshold;
202 };
203
204 /* For threshold */
205 struct mem_cgroup_threshold_ary {
206         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
207         int current_threshold;
208         /* Size of entries[] */
209         unsigned int size;
210         /* Array of thresholds */
211         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
212 };
213
214 struct mem_cgroup_thresholds {
215         /* Primary thresholds array */
216         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
217         /*
218          * Spare threshold array.
219          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
220          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
221          */
222         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
223 };
224
225 /* for OOM */
226 struct mem_cgroup_eventfd_list {
227         struct list_head list;
228         struct eventfd_ctx *eventfd;
229 };
230
231 /*
232  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
233  */
234 struct cgroup_event {
235         /*
236          * css which the event belongs to.
237          */
238         struct cgroup_subsys_state *css;
239         /*
240          * eventfd to signal userspace about the event.
241          */
242         struct eventfd_ctx *eventfd;
243         /*
244          * Each of these stored in a list by the cgroup.
245          */
246         struct list_head list;
247         /*
248          * register_event() callback will be used to add new userspace
249          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
250          * on eventfd to send notification to userspace.
251          */
252         int (*register_event)(struct cgroup_subsys_state *css,
253                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
254         /*
255          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
256          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
257          * if you want provide notification functionality.
258          */
259         void (*unregister_event)(struct cgroup_subsys_state *css,
260                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
261         /*
262          * All fields below needed to unregister event when
263          * userspace closes eventfd.
264          */
265         poll_table pt;
266         wait_queue_head_t *wqh;
267         wait_queue_t wait;
268         struct work_struct remove;
269 };
270
271 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
272 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
273
274 /*
275  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
276  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
277  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
278  * to help the administrator determine what knobs to tune.
279  *
280  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
281  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
282  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
283  * a feature that will be implemented much later in the future.
284  */
285 struct mem_cgroup {
286         struct cgroup_subsys_state css;
287         /*
288          * the counter to account for memory usage
289          */
290         struct res_counter res;
291
292         /* vmpressure notifications */
293         struct vmpressure vmpressure;
294
295         /*
296          * the counter to account for mem+swap usage.
297          */
298         struct res_counter memsw;
299
300         /*
301          * the counter to account for kernel memory usage.
302          */
303         struct res_counter kmem;
304         /*
305          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
306          */
307         bool use_hierarchy;
308         unsigned long kmem_account_flags; /* See KMEM_ACCOUNTED_*, below */
309
310         bool            oom_lock;
311         atomic_t        under_oom;
312         atomic_t        oom_wakeups;
313
314         int     swappiness;
315         /* OOM-Killer disable */
316         int             oom_kill_disable;
317
318         /* set when res.limit == memsw.limit */
319         bool            memsw_is_minimum;
320
321         /* protect arrays of thresholds */
322         struct mutex thresholds_lock;
323
324         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
325         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
326
327         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
328         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
329
330         /* For oom notifier event fd */
331         struct list_head oom_notify;
332
333         /*
334          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
335          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
336          */
337         unsigned long move_charge_at_immigrate;
338         /*
339          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
340          */
341         atomic_t        moving_account;
342         /* taken only while moving_account > 0 */
343         spinlock_t      move_lock;
344         /*
345          * percpu counter.
346          */
347         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
348         /*
349          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
350          * See mem_cgroup_read_stat().
351          */
352         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
353         spinlock_t pcp_counter_lock;
354
355         atomic_t        dead_count;
356 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
357         struct tcp_memcontrol tcp_mem;
358 #endif
359 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
360         /* analogous to slab_common's slab_caches list. per-memcg */
361         struct list_head memcg_slab_caches;
362         /* Not a spinlock, we can take a lot of time walking the list */
363         struct mutex slab_caches_mutex;
364         /* Index in the kmem_cache->memcg_params->memcg_caches array */
365         int kmemcg_id;
366 #endif
367
368         int last_scanned_node;
369 #if MAX_NUMNODES > 1
370         nodemask_t      scan_nodes;
371         atomic_t        numainfo_events;
372         atomic_t        numainfo_updating;
373 #endif
374
375         /* List of events which userspace want to receive */
376         struct list_head event_list;
377         spinlock_t event_list_lock;
378
379         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[0];
380         /* WARNING: nodeinfo must be the last member here */
381 };
382
383 static size_t memcg_size(void)
384 {
385         return sizeof(struct mem_cgroup) +
386                 nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node);
387 }
388
389 /* internal only representation about the status of kmem accounting. */
390 enum {
391         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE = 0, /* accounted by this cgroup itself */
392         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, /* static key enabled. */
393         KMEM_ACCOUNTED_DEAD, /* dead memcg with pending kmem charges */
394 };
395
396 /* We account when limit is on, but only after call sites are patched */
397 #define KMEM_ACCOUNTED_MASK \
398                 ((1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE) | (1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED))
399
400 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
401 static inline void memcg_kmem_set_active(struct mem_cgroup *memcg)
402 {
403         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
404 }
405
406 static bool memcg_kmem_is_active(struct mem_cgroup *memcg)
407 {
408         return test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
409 }
410
411 static void memcg_kmem_set_activated(struct mem_cgroup *memcg)
412 {
413         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
414 }
415
416 static void memcg_kmem_clear_activated(struct mem_cgroup *memcg)
417 {
418         clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
419 }
420
421 static void memcg_kmem_mark_dead(struct mem_cgroup *memcg)
422 {
423         /*
424          * Our caller must use css_get() first, because memcg_uncharge_kmem()
425          * will call css_put() if it sees the memcg is dead.
426          */
427         smp_wmb();
428         if (test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags))
429                 set_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD, &memcg->kmem_account_flags);
430 }
431
432 static bool memcg_kmem_test_and_clear_dead(struct mem_cgroup *memcg)
433 {
434         return test_and_clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD,
435                                   &memcg->kmem_account_flags);
436 }
437 #endif
438
439 /* Stuffs for move charges at task migration. */
440 /*
441  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" and
442  * "immigrate_flags" are treated as a left-shifted bitmap of these types.
443  */
444 enum move_type {
445         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
446         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
447         NR_MOVE_TYPE,
448 };
449
450 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
451 static struct move_charge_struct {
452         spinlock_t        lock; /* for from, to */
453         struct mem_cgroup *from;
454         struct mem_cgroup *to;
455         unsigned long immigrate_flags;
456         unsigned long precharge;
457         unsigned long moved_charge;
458         unsigned long moved_swap;
459         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
460         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
461 } mc = {
462         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
463         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
464 };
465
466 static bool move_anon(void)
467 {
468         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON, &mc.immigrate_flags);
469 }
470
471 static bool move_file(void)
472 {
473         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE, &mc.immigrate_flags);
474 }
475
476 /*
477  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
478  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
479  */
480 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
481 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
482
483 enum charge_type {
484         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
485         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
486         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
487         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
488         NR_CHARGE_TYPE,
489 };
490
491 /* for encoding cft->private value on file */
492 enum res_type {
493         _MEM,
494         _MEMSWAP,
495         _OOM_TYPE,
496         _KMEM,
497 };
498
499 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
500 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
501 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
502 /* Used for OOM nofiier */
503 #define OOM_CONTROL             (0)
504
505 /*
506  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
507  */
508 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
509 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
510 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
511 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
512
513 /*
514  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
515  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
516  * appearing has to hold it as well.
517  */
518 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
519
520 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
521 {
522         return s ? container_of(s, struct mem_cgroup, css) : NULL;
523 }
524
525 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
526 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
527 {
528         if (!memcg)
529                 memcg = root_mem_cgroup;
530         return &memcg->vmpressure;
531 }
532
533 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
534 {
535         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
536 }
537
538 struct vmpressure *css_to_vmpressure(struct cgroup_subsys_state *css)
539 {
540         return &mem_cgroup_from_css(css)->vmpressure;
541 }
542
543 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
544 {
545         return (memcg == root_mem_cgroup);
546 }
547
548 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
549 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
550
551 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
552 {
553         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
554                 struct mem_cgroup *memcg;
555                 struct cg_proto *cg_proto;
556
557                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
558
559                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
560                  * filled. It won't however, necessarily happen from
561                  * process context. So the test for root memcg given
562                  * the current task's memcg won't help us in this case.
563                  *
564                  * Respecting the original socket's memcg is a better
565                  * decision in this case.
566                  */
567                 if (sk->sk_cgrp) {
568                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
569                         css_get(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
570                         return;
571                 }
572
573                 rcu_read_lock();
574                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
575                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
576                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
577                     memcg_proto_active(cg_proto) && css_tryget(&memcg->css)) {
578                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
579                 }
580                 rcu_read_unlock();
581         }
582 }
583 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
584
585 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
586 {
587         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
588                 struct mem_cgroup *memcg;
589                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
590                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
591                 css_put(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
592         }
593 }
594
595 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
596 {
597         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
598                 return NULL;
599
600         return &memcg->tcp_mem.cg_proto;
601 }
602 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
603
604 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
605 {
606         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem.cg_proto))
607                 return;
608         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
609 }
610 #else
611 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
612 {
613 }
614 #endif
615
616 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
617 /*
618  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params->memcg_caches.
619  * There are two main reasons for not using the css_id for this:
620  *  1) this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
621  *     but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
622  *     memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
623  *     200 entry array for that.
624  *
625  *  2) In order not to violate the cgroup API, we would like to do all memory
626  *     allocation in ->create(). At that point, we haven't yet allocated the
627  *     css_id. Having a separate index prevents us from messing with the cgroup
628  *     core for this
629  *
630  * The current size of the caches array is stored in
631  * memcg_limited_groups_array_size.  It will double each time we have to
632  * increase it.
633  */
634 static DEFINE_IDA(kmem_limited_groups);
635 int memcg_limited_groups_array_size;
636
637 /*
638  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
639  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
640  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
641  * tunable, but that is strictly not necessary.
642  *
643  * MAX_SIZE should be as large as the number of css_ids. Ideally, we could get
644  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
645  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
646  * css_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
647  * increase ours as well if it increases.
648  */
649 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
650 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE 65535
651
652 /*
653  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
654  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
655  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
656  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
657  */
658 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
659 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
660
661 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
662 {
663         if (memcg_kmem_is_active(memcg)) {
664                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
665                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg->kmemcg_id);
666         }
667         /*
668          * This check can't live in kmem destruction function,
669          * since the charges will outlive the cgroup
670          */
671         WARN_ON(res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0);
672 }
673 #else
674 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
675 {
676 }
677 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
678
679 static void disarm_static_keys(struct mem_cgroup *memcg)
680 {
681         disarm_sock_keys(memcg);
682         disarm_kmem_keys(memcg);
683 }
684
685 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
686
687 static struct mem_cgroup_per_zone *
688 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
689 {
690         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
691         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
692 }
693
694 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
695 {
696         return &memcg->css;
697 }
698
699 static struct mem_cgroup_per_zone *
700 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
701 {
702         int nid = page_to_nid(page);
703         int zid = page_zonenum(page);
704
705         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
706 }
707
708 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
709 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
710 {
711         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
712 }
713
714 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
715 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
716 {
717         int nid = page_to_nid(page);
718         int zid = page_zonenum(page);
719
720         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
721 }
722
723 static void
724 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
725                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
726                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
727                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
728 {
729         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
730         struct rb_node *parent = NULL;
731         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
732
733         if (mz->on_tree)
734                 return;
735
736         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
737         if (!mz->usage_in_excess)
738                 return;
739         while (*p) {
740                 parent = *p;
741                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
742                                         tree_node);
743                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
744                         p = &(*p)->rb_left;
745                 /*
746                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
747                  * limit by the same amount
748                  */
749                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
750                         p = &(*p)->rb_right;
751         }
752         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
753         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
754         mz->on_tree = true;
755 }
756
757 static void
758 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
759                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
760                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
761 {
762         if (!mz->on_tree)
763                 return;
764         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
765         mz->on_tree = false;
766 }
767
768 static void
769 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
770                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
771                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
772 {
773         spin_lock(&mctz->lock);
774         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
775         spin_unlock(&mctz->lock);
776 }
777
778
779 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
780 {
781         unsigned long long excess;
782         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
783         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
784         int nid = page_to_nid(page);
785         int zid = page_zonenum(page);
786         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
787
788         /*
789          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
790          * because their event counter is not touched.
791          */
792         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
793                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
794                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
795                 /*
796                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
797                  * mem is over its softlimit.
798                  */
799                 if (excess || mz->on_tree) {
800                         spin_lock(&mctz->lock);
801                         /* if on-tree, remove it */
802                         if (mz->on_tree)
803                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
804                         /*
805                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
806                          * If excess is 0, no tree ops.
807                          */
808                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
809                         spin_unlock(&mctz->lock);
810                 }
811         }
812 }
813
814 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
815 {
816         int node, zone;
817         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
818         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
819
820         for_each_node(node) {
821                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
822                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
823                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
824                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
825                 }
826         }
827 }
828
829 static struct mem_cgroup_per_zone *
830 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
831 {
832         struct rb_node *rightmost = NULL;
833         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
834
835 retry:
836         mz = NULL;
837         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
838         if (!rightmost)
839                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
840
841         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
842         /*
843          * Remove the node now but someone else can add it back,
844          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
845          * position in the tree.
846          */
847         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
848         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
849                 !css_tryget(&mz->memcg->css))
850                 goto retry;
851 done:
852         return mz;
853 }
854
855 static struct mem_cgroup_per_zone *
856 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
857 {
858         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
859
860         spin_lock(&mctz->lock);
861         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
862         spin_unlock(&mctz->lock);
863         return mz;
864 }
865
866 /*
867  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
868  *
869  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
870  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
871  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
872  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
873  *
874  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
875  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
876  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
877  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
878  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
879  *
880  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
881  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
882  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
883  * implemented.
884  */
885 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
886                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
887 {
888         long val = 0;
889         int cpu;
890
891         get_online_cpus();
892         for_each_online_cpu(cpu)
893                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
894 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
895         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
896         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
897         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
898 #endif
899         put_online_cpus();
900         return val;
901 }
902
903 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
904                                          bool charge)
905 {
906         int val = (charge) ? 1 : -1;
907         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
908 }
909
910 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
911                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
912 {
913         unsigned long val = 0;
914         int cpu;
915
916         get_online_cpus();
917         for_each_online_cpu(cpu)
918                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
919 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
920         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
921         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
922         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
923 #endif
924         put_online_cpus();
925         return val;
926 }
927
928 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
929                                          struct page *page,
930                                          bool anon, int nr_pages)
931 {
932         preempt_disable();
933
934         /*
935          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
936          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
937          */
938         if (anon)
939                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
940                                 nr_pages);
941         else
942                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
943                                 nr_pages);
944
945         if (PageTransHuge(page))
946                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
947                                 nr_pages);
948
949         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
950         if (nr_pages > 0)
951                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
952         else {
953                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
954                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
955         }
956
957         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
958
959         preempt_enable();
960 }
961
962 unsigned long
963 mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
964 {
965         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
966
967         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
968         return mz->lru_size[lru];
969 }
970
971 static unsigned long
972 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
973                         unsigned int lru_mask)
974 {
975         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
976         enum lru_list lru;
977         unsigned long ret = 0;
978
979         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
980
981         for_each_lru(lru) {
982                 if (BIT(lru) & lru_mask)
983                         ret += mz->lru_size[lru];
984         }
985         return ret;
986 }
987
988 static unsigned long
989 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
990                         int nid, unsigned int lru_mask)
991 {
992         u64 total = 0;
993         int zid;
994
995         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
996                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
997                                                 nid, zid, lru_mask);
998
999         return total;
1000 }
1001
1002 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
1003                         unsigned int lru_mask)
1004 {
1005         int nid;
1006         u64 total = 0;
1007
1008         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
1009                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
1010         return total;
1011 }
1012
1013 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
1014                                        enum mem_cgroup_events_target target)
1015 {
1016         unsigned long val, next;
1017
1018         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
1019         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
1020         /* from time_after() in jiffies.h */
1021         if ((long)next - (long)val < 0) {
1022                 switch (target) {
1023                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
1024                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
1025                         break;
1026                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
1027                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
1028                         break;
1029                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
1030                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
1031                         break;
1032                 default:
1033                         break;
1034                 }
1035                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
1036                 return true;
1037         }
1038         return false;
1039 }
1040
1041 /*
1042  * Check events in order.
1043  *
1044  */
1045 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
1046 {
1047         preempt_disable();
1048         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
1049         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1050                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
1051                 bool do_softlimit;
1052                 bool do_numainfo __maybe_unused;
1053
1054                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1055                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
1056 #if MAX_NUMNODES > 1
1057                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1058                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
1059 #endif
1060                 preempt_enable();
1061
1062                 mem_cgroup_threshold(memcg);
1063                 if (unlikely(do_softlimit))
1064                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
1065 #if MAX_NUMNODES > 1
1066                 if (unlikely(do_numainfo))
1067                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
1068 #endif
1069         } else
1070                 preempt_enable();
1071 }
1072
1073 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1074 {
1075         /*
1076          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1077          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1078          * So this can be called with p == NULL.
1079          */
1080         if (unlikely(!p))
1081                 return NULL;
1082
1083         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, mem_cgroup_subsys_id));
1084 }
1085
1086 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1087 {
1088         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1089
1090         if (!mm)
1091                 return NULL;
1092         /*
1093          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
1094          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
1095          * pessimistic (rather than adding locks here).
1096          */
1097         rcu_read_lock();
1098         do {
1099                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1100                 if (unlikely(!memcg))
1101                         break;
1102         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1103         rcu_read_unlock();
1104         return memcg;
1105 }
1106
1107 /*
1108  * Returns a next (in a pre-order walk) alive memcg (with elevated css
1109  * ref. count) or NULL if the whole root's subtree has been visited.
1110  *
1111  * helper function to be used by mem_cgroup_iter
1112  */
1113 static struct mem_cgroup *__mem_cgroup_iter_next(struct mem_cgroup *root,
1114                 struct mem_cgroup *last_visited)
1115 {
1116         struct cgroup_subsys_state *prev_css, *next_css;
1117
1118         prev_css = last_visited ? &last_visited->css : NULL;
1119 skip_node:
1120         next_css = css_next_descendant_pre(prev_css, &root->css);
1121
1122         /*
1123          * Even if we found a group we have to make sure it is
1124          * alive. css && !memcg means that the groups should be
1125          * skipped and we should continue the tree walk.
1126          * last_visited css is safe to use because it is
1127          * protected by css_get and the tree walk is rcu safe.
1128          */
1129         if (next_css) {
1130                 struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_css(next_css);
1131
1132                 if (css_tryget(&mem->css))
1133                         return mem;
1134                 else {
1135                         prev_css = next_css;
1136                         goto skip_node;
1137                 }
1138         }
1139
1140         return NULL;
1141 }
1142
1143 static void mem_cgroup_iter_invalidate(struct mem_cgroup *root)
1144 {
1145         /*
1146          * When a group in the hierarchy below root is destroyed, the
1147          * hierarchy iterator can no longer be trusted since it might
1148          * have pointed to the destroyed group.  Invalidate it.
1149          */
1150         atomic_inc(&root->dead_count);
1151 }
1152
1153 static struct mem_cgroup *
1154 mem_cgroup_iter_load(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1155                      struct mem_cgroup *root,
1156                      int *sequence)
1157 {
1158         struct mem_cgroup *position = NULL;
1159         /*
1160          * A cgroup destruction happens in two stages: offlining and
1161          * release.  They are separated by a RCU grace period.
1162          *
1163          * If the iterator is valid, we may still race with an
1164          * offlining.  The RCU lock ensures the object won't be
1165          * released, tryget will fail if we lost the race.
1166          */
1167         *sequence = atomic_read(&root->dead_count);
1168         if (iter->last_dead_count == *sequence) {
1169                 smp_rmb();
1170                 position = iter->last_visited;
1171                 if (position && !css_tryget(&position->css))
1172                         position = NULL;
1173         }
1174         return position;
1175 }
1176
1177 static void mem_cgroup_iter_update(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1178                                    struct mem_cgroup *last_visited,
1179                                    struct mem_cgroup *new_position,
1180                                    int sequence)
1181 {
1182         if (last_visited)
1183                 css_put(&last_visited->css);
1184         /*
1185          * We store the sequence count from the time @last_visited was
1186          * loaded successfully instead of rereading it here so that we
1187          * don't lose destruction events in between.  We could have
1188          * raced with the destruction of @new_position after all.
1189          */
1190         iter->last_visited = new_position;
1191         smp_wmb();
1192         iter->last_dead_count = sequence;
1193 }
1194
1195 /**
1196  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1197  * @root: hierarchy root
1198  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1199  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1200  *
1201  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1202  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1203  *
1204  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1205  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1206  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1207  *
1208  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
1209  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1210  * reclaimers operating on the same zone and priority.
1211  */
1212 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1213                                    struct mem_cgroup *prev,
1214                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1215 {
1216         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1217         struct mem_cgroup *last_visited = NULL;
1218
1219         if (mem_cgroup_disabled())
1220                 return NULL;
1221
1222         if (!root)
1223                 root = root_mem_cgroup;
1224
1225         if (prev && !reclaim)
1226                 last_visited = prev;
1227
1228         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1229                 if (prev)
1230                         goto out_css_put;
1231                 return root;
1232         }
1233
1234         rcu_read_lock();
1235         while (!memcg) {
1236                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1237                 int uninitialized_var(seq);
1238
1239                 if (reclaim) {
1240                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
1241                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
1242                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1243
1244                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
1245                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
1246                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation) {
1247                                 iter->last_visited = NULL;
1248                                 goto out_unlock;
1249                         }
1250
1251                         last_visited = mem_cgroup_iter_load(iter, root, &seq);
1252                 }
1253
1254                 memcg = __mem_cgroup_iter_next(root, last_visited);
1255
1256                 if (reclaim) {
1257                         mem_cgroup_iter_update(iter, last_visited, memcg, seq);
1258
1259                         if (!memcg)
1260                                 iter->generation++;
1261                         else if (!prev && memcg)
1262                                 reclaim->generation = iter->generation;
1263                 }
1264
1265                 if (prev && !memcg)
1266                         goto out_unlock;
1267         }
1268 out_unlock:
1269         rcu_read_unlock();
1270 out_css_put:
1271         if (prev && prev != root)
1272                 css_put(&prev->css);
1273
1274         return memcg;
1275 }
1276
1277 /**
1278  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1279  * @root: hierarchy root
1280  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1281  */
1282 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1283                            struct mem_cgroup *prev)
1284 {
1285         if (!root)
1286                 root = root_mem_cgroup;
1287         if (prev && prev != root)
1288                 css_put(&prev->css);
1289 }
1290
1291 /*
1292  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1293  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1294  * be used for reference counting.
1295  */
1296 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1297         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1298              iter != NULL;                              \
1299              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1300
1301 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1302         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1303              iter != NULL;                              \
1304              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1305
1306 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1307 {
1308         struct mem_cgroup *memcg;
1309
1310         rcu_read_lock();
1311         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1312         if (unlikely(!memcg))
1313                 goto out;
1314
1315         switch (idx) {
1316         case PGFAULT:
1317                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1318                 break;
1319         case PGMAJFAULT:
1320                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1321                 break;
1322         default:
1323                 BUG();
1324         }
1325 out:
1326         rcu_read_unlock();
1327 }
1328 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1329
1330 /**
1331  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1332  * @zone: zone of the wanted lruvec
1333  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1334  *
1335  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1336  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1337  * is disabled.
1338  */
1339 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1340                                       struct mem_cgroup *memcg)
1341 {
1342         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1343         struct lruvec *lruvec;
1344
1345         if (mem_cgroup_disabled()) {
1346                 lruvec = &zone->lruvec;
1347                 goto out;
1348         }
1349
1350         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1351         lruvec = &mz->lruvec;
1352 out:
1353         /*
1354          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1355          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1356          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1357          */
1358         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1359                 lruvec->zone = zone;
1360         return lruvec;
1361 }
1362
1363 /*
1364  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1365  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1366  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1367  *
1368  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1369  * 1. charge
1370  * 2. moving account
1371  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1372  * It is added to LRU before charge.
1373  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1374  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1375  */
1376
1377 /**
1378  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1379  * @page: the page
1380  * @zone: zone of the page
1381  */
1382 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1383 {
1384         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1385         struct mem_cgroup *memcg;
1386         struct page_cgroup *pc;
1387         struct lruvec *lruvec;
1388
1389         if (mem_cgroup_disabled()) {
1390                 lruvec = &zone->lruvec;
1391                 goto out;
1392         }
1393
1394         pc = lookup_page_cgroup(page);
1395         memcg = pc->mem_cgroup;
1396
1397         /*
1398          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1399          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1400          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1401          *
1402          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1403          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1404          * of pc->mem_cgroup safe.
1405          */
1406         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1407                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1408
1409         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1410         lruvec = &mz->lruvec;
1411 out:
1412         /*
1413          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1414          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1415          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1416          */
1417         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1418                 lruvec->zone = zone;
1419         return lruvec;
1420 }
1421
1422 /**
1423  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1424  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1425  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1426  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1427  *
1428  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1429  * lru list.
1430  */
1431 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1432                                 int nr_pages)
1433 {
1434         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1435         unsigned long *lru_size;
1436
1437         if (mem_cgroup_disabled())
1438                 return;
1439
1440         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1441         lru_size = mz->lru_size + lru;
1442         *lru_size += nr_pages;
1443         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1444 }
1445
1446 /*
1447  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1448  * hierarchy subtree
1449  */
1450 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1451                                   struct mem_cgroup *memcg)
1452 {
1453         if (root_memcg == memcg)
1454                 return true;
1455         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1456                 return false;
1457         return css_is_ancestor(&memcg->css, &root_memcg->css);
1458 }
1459
1460 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1461                                        struct mem_cgroup *memcg)
1462 {
1463         bool ret;
1464
1465         rcu_read_lock();
1466         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1467         rcu_read_unlock();
1468         return ret;
1469 }
1470
1471 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task,
1472                         const struct mem_cgroup *memcg)
1473 {
1474         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1475         struct task_struct *p;
1476         bool ret;
1477
1478         p = find_lock_task_mm(task);
1479         if (p) {
1480                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1481                 task_unlock(p);
1482         } else {
1483                 /*
1484                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1485                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1486                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1487                  */
1488                 rcu_read_lock();
1489                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1490                 if (curr)
1491                         css_get(&curr->css);
1492                 rcu_read_unlock();
1493         }
1494         if (!curr)
1495                 return false;
1496         /*
1497          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1498          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1499          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1500          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1501          */
1502         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1503         css_put(&curr->css);
1504         return ret;
1505 }
1506
1507 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1508 {
1509         unsigned long inactive_ratio;
1510         unsigned long inactive;
1511         unsigned long active;
1512         unsigned long gb;
1513
1514         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1515         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1516
1517         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1518         if (gb)
1519                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1520         else
1521                 inactive_ratio = 1;
1522
1523         return inactive * inactive_ratio < active;
1524 }
1525
1526 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1527         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1528
1529 /**
1530  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1531  * @memcg: the memory cgroup
1532  *
1533  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1534  * pages.
1535  */
1536 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1537 {
1538         unsigned long long margin;
1539
1540         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1541         if (do_swap_account)
1542                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1543         return margin >> PAGE_SHIFT;
1544 }
1545
1546 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1547 {
1548         /* root ? */
1549         if (!css_parent(&memcg->css))
1550                 return vm_swappiness;
1551
1552         return memcg->swappiness;
1553 }
1554
1555 /*
1556  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1557  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1558  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1559  * rcu_read_lock(), like this:
1560  *
1561  *         CPU-A                                    CPU-B
1562  *                                              rcu_read_lock()
1563  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1564  *                                                   take heavy locks.
1565  *         synchronize_rcu()                    update something.
1566  *                                              rcu_read_unlock()
1567  *         start move here.
1568  */
1569
1570 /* for quick checking without looking up memcg */
1571 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1572
1573 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1574 {
1575         atomic_inc(&memcg_moving);
1576         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1577         synchronize_rcu();
1578 }
1579
1580 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1581 {
1582         /*
1583          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1584          * We check NULL in callee rather than caller.
1585          */
1586         if (memcg) {
1587                 atomic_dec(&memcg_moving);
1588                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1589         }
1590 }
1591
1592 /*
1593  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1594  *
1595  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1596  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1597  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1598  *
1599  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1600  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1601  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1602  */
1603
1604 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1605 {
1606         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1607         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1608 }
1609
1610 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1611 {
1612         struct mem_cgroup *from;
1613         struct mem_cgroup *to;
1614         bool ret = false;
1615         /*
1616          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1617          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1618          */
1619         spin_lock(&mc.lock);
1620         from = mc.from;
1621         to = mc.to;
1622         if (!from)
1623                 goto unlock;
1624
1625         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1626                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1627 unlock:
1628         spin_unlock(&mc.lock);
1629         return ret;
1630 }
1631
1632 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1633 {
1634         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1635                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1636                         DEFINE_WAIT(wait);
1637                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1638                         /* moving charge context might have finished. */
1639                         if (mc.moving_task)
1640                                 schedule();
1641                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1642                         return true;
1643                 }
1644         }
1645         return false;
1646 }
1647
1648 /*
1649  * Take this lock when
1650  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1651  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1652  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1653  */
1654 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1655                                   unsigned long *flags)
1656 {
1657         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1658 }
1659
1660 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1661                                 unsigned long *flags)
1662 {
1663         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1664 }
1665
1666 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1667 /**
1668  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1669  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1670  * @p: Task that is going to be killed
1671  *
1672  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1673  * enabled
1674  */
1675 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1676 {
1677         struct cgroup *task_cgrp;
1678         struct cgroup *mem_cgrp;
1679         /*
1680          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1681          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1682          * If this assumption is broken, revisit this code.
1683          */
1684         static char memcg_name[PATH_MAX];
1685         int ret;
1686         struct mem_cgroup *iter;
1687         unsigned int i;
1688
1689         if (!p)
1690                 return;
1691
1692         rcu_read_lock();
1693
1694         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1695         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1696
1697         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1698         if (ret < 0) {
1699                 /*
1700                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1701                  * But we'll still print out the usage information
1702                  */
1703                 rcu_read_unlock();
1704                 goto done;
1705         }
1706         rcu_read_unlock();
1707
1708         pr_info("Task in %s killed", memcg_name);
1709
1710         rcu_read_lock();
1711         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1712         if (ret < 0) {
1713                 rcu_read_unlock();
1714                 goto done;
1715         }
1716         rcu_read_unlock();
1717
1718         /*
1719          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1720          */
1721         pr_cont(" as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1722 done:
1723
1724         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1725                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1726                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1727                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1728         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1729                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1730                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1731                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1732         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1733                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) >> 10,
1734                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_LIMIT) >> 10,
1735                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_FAILCNT));
1736
1737         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1738                 pr_info("Memory cgroup stats");
1739
1740                 rcu_read_lock();
1741                 ret = cgroup_path(iter->css.cgroup, memcg_name, PATH_MAX);
1742                 if (!ret)
1743                         pr_cont(" for %s", memcg_name);
1744                 rcu_read_unlock();
1745                 pr_cont(":");
1746
1747                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1748                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1749                                 continue;
1750                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1751                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1752                 }
1753
1754                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1755                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1756                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1757
1758                 pr_cont("\n");
1759         }
1760 }
1761
1762 /*
1763  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1764  * 1(self count) if no children.
1765  */
1766 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1767 {
1768         int num = 0;
1769         struct mem_cgroup *iter;
1770
1771         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1772                 num++;
1773         return num;
1774 }
1775
1776 /*
1777  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1778  */
1779 static u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1780 {
1781         u64 limit;
1782
1783         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1784
1785         /*
1786          * Do not consider swap space if we cannot swap due to swappiness
1787          */
1788         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1789                 u64 memsw;
1790
1791                 limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1792                 memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1793
1794                 /*
1795                  * If memsw is finite and limits the amount of swap space
1796                  * available to this memcg, return that limit.
1797                  */
1798                 limit = min(limit, memsw);
1799         }
1800
1801         return limit;
1802 }
1803
1804 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1805                                      int order)
1806 {
1807         struct mem_cgroup *iter;
1808         unsigned long chosen_points = 0;
1809         unsigned long totalpages;
1810         unsigned int points = 0;
1811         struct task_struct *chosen = NULL;
1812
1813         /*
1814          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1815          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1816          * quickly exit and free its memory.
1817          */
1818         if (fatal_signal_pending(current) || current->flags & PF_EXITING) {
1819                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1820                 return;
1821         }
1822
1823         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1824         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) >> PAGE_SHIFT ? : 1;
1825         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1826                 struct css_task_iter it;
1827                 struct task_struct *task;
1828
1829                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
1830                 while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1831                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1832                                                         false)) {
1833                         case OOM_SCAN_SELECT:
1834                                 if (chosen)
1835                                         put_task_struct(chosen);
1836                                 chosen = task;
1837                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1838                                 get_task_struct(chosen);
1839                                 /* fall through */
1840                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1841                                 continue;
1842                         case OOM_SCAN_ABORT:
1843                                 css_task_iter_end(&it);
1844                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1845                                 if (chosen)
1846                                         put_task_struct(chosen);
1847                                 return;
1848                         case OOM_SCAN_OK:
1849                                 break;
1850                         };
1851                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1852                         if (points > chosen_points) {
1853                                 if (chosen)
1854                                         put_task_struct(chosen);
1855                                 chosen = task;
1856                                 chosen_points = points;
1857                                 get_task_struct(chosen);
1858                         }
1859                 }
1860                 css_task_iter_end(&it);
1861         }
1862
1863         if (!chosen)
1864                 return;
1865         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1866         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1867                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1868 }
1869
1870 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1871                                         gfp_t gfp_mask,
1872                                         unsigned long flags)
1873 {
1874         unsigned long total = 0;
1875         bool noswap = false;
1876         int loop;
1877
1878         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1879                 noswap = true;
1880         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1881                 noswap = true;
1882
1883         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1884                 if (loop)
1885                         drain_all_stock_async(memcg);
1886                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1887                 /*
1888                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1889                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1890                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1891                  */
1892                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1893                         break;
1894                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1895                         break;
1896                 /*
1897                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1898                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1899                  */
1900                 if (loop && !total)
1901                         break;
1902         }
1903         return total;
1904 }
1905
1906 /**
1907  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1908  * @memcg: the target memcg
1909  * @nid: the node ID to be checked.
1910  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1911  *
1912  * This function returns whether the specified memcg contains any
1913  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1914  * pages in the node.
1915  */
1916 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1917                 int nid, bool noswap)
1918 {
1919         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1920                 return true;
1921         if (noswap || !total_swap_pages)
1922                 return false;
1923         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1924                 return true;
1925         return false;
1926
1927 }
1928 #if MAX_NUMNODES > 1
1929
1930 /*
1931  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1932  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1933  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1934  *
1935  */
1936 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1937 {
1938         int nid;
1939         /*
1940          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1941          * pagein/pageout changes since the last update.
1942          */
1943         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1944                 return;
1945         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1946                 return;
1947
1948         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1949         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1950
1951         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1952
1953                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1954                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1955         }
1956
1957         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1958         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1959 }
1960
1961 /*
1962  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1963  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1964  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1965  *
1966  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1967  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1968  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1969  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1970  *
1971  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1972  */
1973 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1974 {
1975         int node;
1976
1977         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1978         node = memcg->last_scanned_node;
1979
1980         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1981         if (node == MAX_NUMNODES)
1982                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1983         /*
1984          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1985          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1986          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1987          * we use curret node.
1988          */
1989         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1990                 node = numa_node_id();
1991
1992         memcg->last_scanned_node = node;
1993         return node;
1994 }
1995
1996 /*
1997  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1998  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1999  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
2000  * enough new information. We need to do double check.
2001  */
2002 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
2003 {
2004         int nid;
2005
2006         /*
2007          * quick check...making use of scan_node.
2008          * We can skip unused nodes.
2009          */
2010         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
2011                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
2012                      nid < MAX_NUMNODES;
2013                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
2014
2015                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
2016                                 return true;
2017                 }
2018         }
2019         /*
2020          * Check rest of nodes.
2021          */
2022         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2023                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
2024                         continue;
2025                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
2026                         return true;
2027         }
2028         return false;
2029 }
2030
2031 #else
2032 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
2033 {
2034         return 0;
2035 }
2036
2037 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
2038 {
2039         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
2040 }
2041 #endif
2042
2043 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
2044                                    struct zone *zone,
2045                                    gfp_t gfp_mask,
2046                                    unsigned long *total_scanned)
2047 {
2048         struct mem_cgroup *victim = NULL;
2049         int total = 0;
2050         int loop = 0;
2051         unsigned long excess;
2052         unsigned long nr_scanned;
2053         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
2054                 .zone = zone,
2055                 .priority = 0,
2056         };
2057
2058         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
2059
2060         while (1) {
2061                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
2062                 if (!victim) {
2063                         loop++;
2064                         if (loop >= 2) {
2065                                 /*
2066                                  * If we have not been able to reclaim
2067                                  * anything, it might because there are
2068                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
2069                                  */
2070                                 if (!total)
2071                                         break;
2072                                 /*
2073                                  * We want to do more targeted reclaim.
2074                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
2075                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
2076                                  * coming back to reclaim from this cgroup
2077                                  */
2078                                 if (total >= (excess >> 2) ||
2079                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
2080                                         break;
2081                         }
2082                         continue;
2083                 }
2084                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
2085                         continue;
2086                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
2087                                                      zone, &nr_scanned);
2088                 *total_scanned += nr_scanned;
2089                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
2090                         break;
2091         }
2092         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
2093         return total;
2094 }
2095
2096 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
2097 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
2098         .name = "memcg_oom_lock",
2099 };
2100 #endif
2101
2102 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
2103
2104 /*
2105  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
2106  * If someone is running, return false.
2107  */
2108 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
2109 {
2110         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
2111
2112         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2113
2114         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2115                 if (iter->oom_lock) {
2116                         /*
2117                          * this subtree of our hierarchy is already locked
2118                          * so we cannot give a lock.
2119                          */
2120                         failed = iter;
2121                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2122                         break;
2123                 } else
2124                         iter->oom_lock = true;
2125         }
2126
2127         if (failed) {
2128                 /*
2129                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
2130                  * to clean up what we set up to the failing subtree
2131                  */
2132                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2133                         if (iter == failed) {
2134                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2135                                 break;
2136                         }
2137                         iter->oom_lock = false;
2138                 }
2139         } else
2140                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
2141
2142         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2143
2144         return !failed;
2145 }
2146
2147 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
2148 {
2149         struct mem_cgroup *iter;
2150
2151         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2152         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
2153         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2154                 iter->oom_lock = false;
2155         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2156 }
2157
2158 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2159 {
2160         struct mem_cgroup *iter;
2161
2162         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2163                 atomic_inc(&iter->under_oom);
2164 }
2165
2166 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2167 {
2168         struct mem_cgroup *iter;
2169
2170         /*
2171          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
2172          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
2173          * atomic_add_unless() here.
2174          */
2175         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2176                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
2177 }
2178
2179 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
2180
2181 struct oom_wait_info {
2182         struct mem_cgroup *memcg;
2183         wait_queue_t    wait;
2184 };
2185
2186 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
2187         unsigned mode, int sync, void *arg)
2188 {
2189         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
2190         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
2191         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
2192
2193         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
2194         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
2195
2196         /*
2197          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
2198          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
2199          */
2200         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
2201                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
2202                 return 0;
2203         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
2204 }
2205
2206 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2207 {
2208         atomic_inc(&memcg->oom_wakeups);
2209         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
2210         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
2211 }
2212
2213 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
2214 {
2215         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
2216                 memcg_wakeup_oom(memcg);
2217 }
2218
2219 static void mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
2220 {
2221         if (!current->memcg_oom.may_oom)
2222                 return;
2223         /*
2224          * We are in the middle of the charge context here, so we
2225          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
2226          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
2227          *
2228          * Also, the caller may handle a failed allocation gracefully
2229          * (like optional page cache readahead) and so an OOM killer
2230          * invocation might not even be necessary.
2231          *
2232          * That's why we don't do anything here except remember the
2233          * OOM context and then deal with it at the end of the page
2234          * fault when the stack is unwound, the locks are released,
2235          * and when we know whether the fault was overall successful.
2236          */
2237         css_get(&memcg->css);
2238         current->memcg_oom.memcg = memcg;
2239         current->memcg_oom.gfp_mask = mask;
2240         current->memcg_oom.order = order;
2241 }
2242
2243 /**
2244  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
2245  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
2246  *
2247  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
2248  * handler was enabled.
2249  *
2250  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
2251  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
2252  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
2253  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
2254  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
2255  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
2256  *
2257  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
2258  * completed, %false otherwise.
2259  */
2260 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
2261 {
2262         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_oom.memcg;
2263         struct oom_wait_info owait;
2264         bool locked;
2265
2266         /* OOM is global, do not handle */
2267         if (!memcg)
2268                 return false;
2269
2270         if (!handle)
2271                 goto cleanup;
2272
2273         owait.memcg = memcg;
2274         owait.wait.flags = 0;
2275         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2276         owait.wait.private = current;
2277         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
2278
2279         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2280         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2281
2282         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
2283
2284         if (locked)
2285                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2286
2287         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
2288                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2289                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2290                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom.gfp_mask,
2291                                          current->memcg_oom.order);
2292         } else {
2293                 schedule();
2294                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2295                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2296         }
2297
2298         if (locked) {
2299                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2300                 /*
2301                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
2302                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
2303                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
2304                  */
2305                 memcg_oom_recover(memcg);
2306         }
2307 cleanup:
2308         current->memcg_oom.memcg = NULL;
2309         css_put(&memcg->css);
2310         return true;
2311 }
2312
2313 /*
2314  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
2315  * generalized to update other statistics as well.
2316  *
2317  * Notes: Race condition
2318  *
2319  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
2320  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
2321  * to do so _always_.
2322  *
2323  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
2324  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
2325  * are no race with "charge".
2326  *
2327  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
2328  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
2329  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
2330  * by flags.
2331  *
2332  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
2333  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
2334  * If there is, we take a lock.
2335  */
2336
2337 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
2338                                 bool *locked, unsigned long *flags)
2339 {
2340         struct mem_cgroup *memcg;
2341         struct page_cgroup *pc;
2342
2343         pc = lookup_page_cgroup(page);
2344 again:
2345         memcg = pc->mem_cgroup;
2346         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2347                 return;
2348         /*
2349          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
2350          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
2351          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
2352          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
2353          */
2354         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
2355                 return;
2356
2357         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2358         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2359                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2360                 goto again;
2361         }
2362         *locked = true;
2363 }
2364
2365 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
2366 {
2367         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2368
2369         /*
2370          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
2371          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
2372          * should take move_lock_mem_cgroup().
2373          */
2374         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
2375 }
2376
2377 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
2378                                  enum mem_cgroup_stat_index idx, int val)
2379 {
2380         struct mem_cgroup *memcg;
2381         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2382         unsigned long uninitialized_var(flags);
2383
2384         if (mem_cgroup_disabled())
2385                 return;
2386
2387         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
2388         memcg = pc->mem_cgroup;
2389         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2390                 return;
2391
2392         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2393 }
2394
2395 /*
2396  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2397  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2398  */
2399 #define CHARGE_BATCH    32U
2400 struct memcg_stock_pcp {
2401         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2402         unsigned int nr_pages;
2403         struct work_struct work;
2404         unsigned long flags;
2405 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2406 };
2407 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2408 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2409
2410 /**
2411  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2412  * @memcg: memcg to consume from.
2413  * @nr_pages: how many pages to charge.
2414  *
2415  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2416  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2417  * service an allocation will refill the stock.
2418  *
2419  * returns true if successful, false otherwise.
2420  */
2421 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2422 {
2423         struct memcg_stock_pcp *stock;
2424         bool ret = true;
2425
2426         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2427                 return false;
2428
2429         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2430         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages)
2431                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2432         else /* need to call res_counter_charge */
2433                 ret = false;
2434         put_cpu_var(memcg_stock);
2435         return ret;
2436 }
2437
2438 /*
2439  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2440  */
2441 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2442 {
2443         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2444
2445         if (stock->nr_pages) {
2446                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2447
2448                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2449                 if (do_swap_account)
2450                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2451                 stock->nr_pages = 0;
2452         }
2453         stock->cached = NULL;
2454 }
2455
2456 /*
2457  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2458  * a thread which is pinned to local cpu.
2459  */
2460 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2461 {
2462         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2463         drain_stock(stock);
2464         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2465 }
2466
2467 static void __init memcg_stock_init(void)
2468 {
2469         int cpu;
2470
2471         for_each_possible_cpu(cpu) {
2472                 struct memcg_stock_pcp *stock =
2473                                         &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2474                 INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
2475         }
2476 }
2477
2478 /*
2479  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2480  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2481  */
2482 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2483 {
2484         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2485
2486         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2487                 drain_stock(stock);
2488                 stock->cached = memcg;
2489         }
2490         stock->nr_pages += nr_pages;
2491         put_cpu_var(memcg_stock);
2492 }
2493
2494 /*
2495  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2496  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2497  * until the work is done.
2498  */
2499 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2500 {
2501         int cpu, curcpu;
2502
2503         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2504         get_online_cpus();
2505         curcpu = get_cpu();
2506         for_each_online_cpu(cpu) {
2507                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2508                 struct mem_cgroup *memcg;
2509
2510                 memcg = stock->cached;
2511                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2512                         continue;
2513                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2514                         continue;
2515                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2516                         if (cpu == curcpu)
2517                                 drain_local_stock(&stock->work);
2518                         else
2519                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2520                 }
2521         }
2522         put_cpu();
2523
2524         if (!sync)
2525                 goto out;
2526
2527         for_each_online_cpu(cpu) {
2528                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2529                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2530                         flush_work(&stock->work);
2531         }
2532 out:
2533         put_online_cpus();
2534 }
2535
2536 /*
2537  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2538  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2539  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2540  * it.
2541  */
2542 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2543 {
2544         /*
2545          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2546          */
2547         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2548                 return;
2549         drain_all_stock(root_memcg, false);
2550         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2551 }
2552
2553 /* This is a synchronous drain interface. */
2554 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2555 {
2556         /* called when force_empty is called */
2557         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2558         drain_all_stock(root_memcg, true);
2559         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2560 }
2561
2562 /*
2563  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2564  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2565  */
2566 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2567 {
2568         int i;
2569
2570         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2571         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2572                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2573
2574                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2575                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2576         }
2577         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2578                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2579
2580                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2581                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2582         }
2583         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2584 }
2585
2586 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2587                                         unsigned long action,
2588                                         void *hcpu)
2589 {
2590         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2591         struct memcg_stock_pcp *stock;
2592         struct mem_cgroup *iter;
2593
2594         if (action == CPU_ONLINE)
2595                 return NOTIFY_OK;
2596
2597         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2598                 return NOTIFY_OK;
2599
2600         for_each_mem_cgroup(iter)
2601                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2602
2603         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2604         drain_stock(stock);
2605         return NOTIFY_OK;
2606 }
2607
2608
2609 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2610 enum {
2611         CHARGE_OK,              /* success */
2612         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2613         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2614         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2615 };
2616
2617 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2618                                 unsigned int nr_pages, unsigned int min_pages,
2619                                 bool invoke_oom)
2620 {
2621         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2622         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2623         struct res_counter *fail_res;
2624         unsigned long flags = 0;
2625         int ret;
2626
2627         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2628
2629         if (likely(!ret)) {
2630                 if (!do_swap_account)
2631                         return CHARGE_OK;
2632                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2633                 if (likely(!ret))
2634                         return CHARGE_OK;
2635
2636                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2637                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2638                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2639         } else
2640                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2641         /*
2642          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2643          * single page instead.
2644          */
2645         if (nr_pages > min_pages)
2646                 return CHARGE_RETRY;
2647
2648         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2649                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2650
2651         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2652                 return CHARGE_NOMEM;
2653
2654         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2655         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2656                 return CHARGE_RETRY;
2657         /*
2658          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2659          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2660          * before killing the task.
2661          *
2662          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2663          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2664          * to regular pages anyway in case of failure.
2665          */
2666         if (nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) && ret)
2667                 return CHARGE_RETRY;
2668
2669         /*
2670          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2671          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2672          */
2673         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2674                 return CHARGE_RETRY;
2675
2676         if (invoke_oom)
2677                 mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize));
2678
2679         return CHARGE_NOMEM;
2680 }
2681
2682 /*
2683  * __mem_cgroup_try_charge() does
2684  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2685  * 2. update res_counter
2686  * 3. call memory reclaim if necessary.
2687  *
2688  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2689  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2690  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2691  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2692  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2693  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2694  *
2695  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2696  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2697  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2698  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2699  *
2700  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2701  * the oom-killer can be invoked.
2702  */
2703 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2704                                    gfp_t gfp_mask,
2705                                    unsigned int nr_pages,
2706                                    struct mem_cgroup **ptr,
2707                                    bool oom)
2708 {
2709         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2710         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2711         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2712         int ret;
2713
2714         /*
2715          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2716          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2717          * MEMDIE process.
2718          */
2719         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2720                      || fatal_signal_pending(current)))
2721                 goto bypass;
2722
2723         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2724                 goto bypass;
2725
2726         /*
2727          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2728          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2729          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2730          * set, if so charge the root memcg (happens for pagecache usage).
2731          */
2732         if (!*ptr && !mm)
2733                 *ptr = root_mem_cgroup;
2734 again:
2735         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2736                 memcg = *ptr;
2737                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2738                         goto done;
2739                 if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2740                         goto done;
2741                 css_get(&memcg->css);
2742         } else {
2743                 struct task_struct *p;
2744
2745                 rcu_read_lock();
2746                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2747                 /*
2748                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2749                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2750                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2751                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2752                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2753                  * small race, here.
2754                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2755                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2756                  */
2757                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2758                 if (!memcg)
2759                         memcg = root_mem_cgroup;
2760                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2761                         rcu_read_unlock();
2762                         goto done;
2763                 }
2764                 if (consume_stock(memcg, nr_pages)) {
2765                         /*
2766                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2767                          * But considering how consume_stok works, it's not
2768                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2769                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2770                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2771                          * calling consume_stock().
2772                          */
2773                         rcu_read_unlock();
2774                         goto done;
2775                 }
2776                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2777                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2778                         rcu_read_unlock();
2779                         goto again;
2780                 }
2781                 rcu_read_unlock();
2782         }
2783
2784         do {
2785                 bool invoke_oom = oom && !nr_oom_retries;
2786
2787                 /* If killed, bypass charge */
2788                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2789                         css_put(&memcg->css);
2790                         goto bypass;
2791                 }
2792
2793                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch,
2794                                            nr_pages, invoke_oom);
2795                 switch (ret) {
2796                 case CHARGE_OK:
2797                         break;
2798                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2799                         batch = nr_pages;
2800                         css_put(&memcg->css);
2801                         memcg = NULL;
2802                         goto again;
2803                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2804                         css_put(&memcg->css);
2805                         goto nomem;
2806                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2807                         if (!oom || invoke_oom) {
2808                                 css_put(&memcg->css);
2809                                 goto nomem;
2810                         }
2811                         nr_oom_retries--;
2812                         break;
2813                 }
2814         } while (ret != CHARGE_OK);
2815
2816         if (batch > nr_pages)
2817                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2818         css_put(&memcg->css);
2819 done:
2820         *ptr = memcg;
2821         return 0;
2822 nomem:
2823         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL)) {
2824                 *ptr = NULL;
2825                 return -ENOMEM;
2826         }
2827 bypass:
2828         *ptr = root_mem_cgroup;
2829         return -EINTR;
2830 }
2831
2832 /*
2833  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2834  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2835  * gotten by try_charge().
2836  */
2837 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2838                                        unsigned int nr_pages)
2839 {
2840         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2841                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2842
2843                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2844                 if (do_swap_account)
2845                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2846         }
2847 }
2848
2849 /*
2850  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2851  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2852  */
2853 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2854                                         unsigned int nr_pages)
2855 {
2856         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2857
2858         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2859                 return;
2860
2861         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2862         if (do_swap_account)
2863                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2864                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2865 }
2866
2867 /*
2868  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2869  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling css_tryget if
2870  * the mem_cgroup is used for charging. (dropping refcnt from swap can be
2871  * called against removed memcg.)
2872  */
2873 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2874 {
2875         struct cgroup_subsys_state *css;
2876
2877         /* ID 0 is unused ID */
2878         if (!id)
2879                 return NULL;
2880         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2881         if (!css)
2882                 return NULL;
2883         return mem_cgroup_from_css(css);
2884 }
2885
2886 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2887 {
2888         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2889         struct page_cgroup *pc;
2890         unsigned short id;
2891         swp_entry_t ent;
2892
2893         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2894
2895         pc = lookup_page_cgroup(page);
2896         lock_page_cgroup(pc);
2897         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2898                 memcg = pc->mem_cgroup;
2899                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2900                         memcg = NULL;
2901         } else if (PageSwapCache(page)) {
2902                 ent.val = page_private(page);
2903                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2904                 rcu_read_lock();
2905                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2906                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2907                         memcg = NULL;
2908                 rcu_read_unlock();
2909         }
2910         unlock_page_cgroup(pc);
2911         return memcg;
2912 }
2913
2914 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2915                                        struct page *page,
2916                                        unsigned int nr_pages,
2917                                        enum charge_type ctype,
2918                                        bool lrucare)
2919 {
2920         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2921         struct zone *uninitialized_var(zone);
2922         struct lruvec *lruvec;
2923         bool was_on_lru = false;
2924         bool anon;
2925
2926         lock_page_cgroup(pc);
2927         VM_BUG_ON(PageCgroupUsed(pc));
2928         /*
2929          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2930          * accessed by any other context at this point.
2931          */
2932
2933         /*
2934          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2935          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2936          */
2937         if (lrucare) {
2938                 zone = page_zone(page);
2939                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2940                 if (PageLRU(page)) {
2941                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2942                         ClearPageLRU(page);
2943                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2944                         was_on_lru = true;
2945                 }
2946         }
2947
2948         pc->mem_cgroup = memcg;
2949         /*
2950          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2951          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2952          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2953          * before USED bit, we need memory barrier here.
2954          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2955          */
2956         smp_wmb();
2957         SetPageCgroupUsed(pc);
2958
2959         if (lrucare) {
2960                 if (was_on_lru) {
2961                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2962                         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2963                         SetPageLRU(page);
2964                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2965                 }
2966                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2967         }
2968
2969         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON)
2970                 anon = true;
2971         else
2972                 anon = false;
2973
2974         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, nr_pages);
2975         unlock_page_cgroup(pc);
2976
2977         /*
2978          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2979          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2980          * if they exceeds softlimit.
2981          */
2982         memcg_check_events(memcg, page);
2983 }
2984
2985 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
2986
2987 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2988 static inline bool memcg_can_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2989 {
2990         return !mem_cgroup_disabled() && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
2991                 (memcg->kmem_account_flags & KMEM_ACCOUNTED_MASK);
2992 }
2993
2994 /*
2995  * This is a bit cumbersome, but it is rarely used and avoids a backpointer
2996  * in the memcg_cache_params struct.
2997  */
2998 static struct kmem_cache *memcg_params_to_cache(struct memcg_cache_params *p)
2999 {
3000         struct kmem_cache *cachep;
3001
3002         VM_BUG_ON(p->is_root_cache);
3003         cachep = p->root_cache;
3004         return cachep->memcg_params->memcg_caches[memcg_cache_id(p->memcg)];
3005 }
3006
3007 #ifdef CONFIG_SLABINFO
3008 static int mem_cgroup_slabinfo_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3009                                     struct cftype *cft, struct seq_file *m)
3010 {
3011         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3012         struct memcg_cache_params *params;
3013
3014         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
3015                 return -EIO;
3016
3017         print_slabinfo_header(m);
3018
3019         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3020         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list)
3021                 cache_show(memcg_params_to_cache(params), m);
3022         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3023
3024         return 0;
3025 }
3026 #endif
3027
3028 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp, u64 size)
3029 {
3030         struct res_counter *fail_res;
3031         struct mem_cgroup *_memcg;
3032         int ret = 0;
3033         bool may_oom;
3034
3035         ret = res_counter_charge(&memcg->kmem, size, &fail_res);
3036         if (ret)
3037                 return ret;
3038
3039         /*
3040          * Conditions under which we can wait for the oom_killer. Those are
3041          * the same conditions tested by the core page allocator
3042          */
3043         may_oom = (gfp & __GFP_FS) && !(gfp & __GFP_NORETRY);
3044
3045         _memcg = memcg;
3046         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp, size >> PAGE_SHIFT,
3047                                       &_memcg, may_oom);
3048
3049         if (ret == -EINTR)  {
3050                 /*
3051                  * __mem_cgroup_try_charge() chosed to bypass to root due to
3052                  * OOM kill or fatal signal.  Since our only options are to
3053                  * either fail the allocation or charge it to this cgroup, do
3054                  * it as a temporary condition. But we can't fail. From a
3055                  * kmem/slab perspective, the cache has already been selected,
3056                  * by mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
3057                  * our minds.
3058                  *
3059                  * This condition will only trigger if the task entered
3060                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed during
3061                  * __mem_cgroup_try_charge() above. Tasks that were already
3062                  * dying when the allocation triggers should have been already
3063                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
3064                  */
3065                 res_counter_charge_nofail(&memcg->res, size, &fail_res);
3066                 if (do_swap_account)
3067                         res_counter_charge_nofail(&memcg->memsw, size,
3068                                                   &fail_res);
3069                 ret = 0;
3070         } else if (ret)
3071                 res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size);
3072
3073         return ret;
3074 }
3075
3076 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, u64 size)
3077 {
3078         res_counter_uncharge(&memcg->res, size);
3079         if (do_swap_account)
3080                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, size);
3081
3082         /* Not down to 0 */
3083         if (res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size))
3084                 return;
3085
3086         /*
3087          * Releases a reference taken in kmem_cgroup_css_offline in case
3088          * this last uncharge is racing with the offlining code or it is
3089          * outliving the memcg existence.
3090          *
3091          * The memory barrier imposed by test&clear is paired with the
3092          * explicit one in memcg_kmem_mark_dead().
3093          */
3094         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
3095                 css_put(&memcg->css);
3096 }
3097
3098 void memcg_cache_list_add(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *cachep)
3099 {
3100         if (!memcg)
3101                 return;
3102
3103         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3104         list_add(&cachep->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
3105         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3106 }
3107
3108 /*
3109  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
3110  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
3111  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
3112  */
3113 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
3114 {
3115         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
3116 }
3117
3118 /*
3119  * This ends up being protected by the set_limit mutex, during normal
3120  * operation, because that is its main call site.
3121  *
3122  * But when we create a new cache, we can call this as well if its parent
3123  * is kmem-limited. That will have to hold set_limit_mutex as well.
3124  */
3125 int memcg_update_cache_sizes(struct mem_cgroup *memcg)
3126 {
3127         int num, ret;
3128
3129         num = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
3130                                 0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
3131         if (num < 0)
3132                 return num;
3133         /*
3134          * After this point, kmem_accounted (that we test atomically in
3135          * the beginning of this conditional), is no longer 0. This
3136          * guarantees only one process will set the following boolean
3137          * to true. We don't need test_and_set because we're protected
3138          * by the set_limit_mutex anyway.
3139          */
3140         memcg_kmem_set_activated(memcg);
3141
3142         ret = memcg_update_all_caches(num+1);
3143         if (ret) {
3144                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, num);
3145                 memcg_kmem_clear_activated(memcg);
3146                 return ret;
3147         }
3148
3149         memcg->kmemcg_id = num;
3150         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
3151         mutex_init(&memcg->slab_caches_mutex);
3152         return 0;
3153 }
3154
3155 static size_t memcg_caches_array_size(int num_groups)
3156 {
3157         ssize_t size;
3158         if (num_groups <= 0)
3159                 return 0;
3160
3161         size = 2 * num_groups;
3162         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
3163                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
3164         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
3165                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
3166
3167         return size;
3168 }
3169
3170 /*
3171  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
3172  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
3173  * calling this.
3174  */
3175 void memcg_update_array_size(int num)
3176 {
3177         if (num > memcg_limited_groups_array_size)
3178                 memcg_limited_groups_array_size = memcg_caches_array_size(num);
3179 }
3180
3181 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w);
3182
3183 int memcg_update_cache_size(struct kmem_cache *s, int num_groups)
3184 {
3185         struct memcg_cache_params *cur_params = s->memcg_params;
3186
3187         VM_BUG_ON(s->memcg_params && !s->memcg_params->is_root_cache);
3188
3189         if (num_groups > memcg_limited_groups_array_size) {
3190                 int i;
3191                 ssize_t size = memcg_caches_array_size(num_groups);
3192
3193                 size *= sizeof(void *);
3194                 size += offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
3195
3196                 s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3197                 if (!s->memcg_params) {
3198                         s->memcg_params = cur_params;
3199                         return -ENOMEM;
3200                 }
3201
3202                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3203
3204                 /*
3205                  * There is the chance it will be bigger than
3206                  * memcg_limited_groups_array_size, if we failed an allocation
3207                  * in a cache, in which case all caches updated before it, will
3208                  * have a bigger array.
3209                  *
3210                  * But if that is the case, the data after
3211                  * memcg_limited_groups_array_size is certainly unused
3212                  */
3213                 for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3214                         if (!cur_params->memcg_caches[i])
3215                                 continue;
3216                         s->memcg_params->memcg_caches[i] =
3217                                                 cur_params->memcg_caches[i];
3218                 }
3219
3220                 /*
3221                  * Ideally, we would wait until all caches succeed, and only
3222                  * then free the old one. But this is not worth the extra
3223                  * pointer per-cache we'd have to have for this.
3224                  *
3225                  * It is not a big deal if some caches are left with a size
3226                  * bigger than the others. And all updates will reset this
3227                  * anyway.
3228                  */
3229                 kfree(cur_params);
3230         }
3231         return 0;
3232 }
3233
3234 int memcg_register_cache(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s,
3235                          struct kmem_cache *root_cache)
3236 {
3237         size_t size;
3238
3239         if (!memcg_kmem_enabled())
3240                 return 0;
3241
3242         if (!memcg) {
3243                 size = offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
3244                 size += memcg_limited_groups_array_size * sizeof(void *);
3245         } else
3246                 size = sizeof(struct memcg_cache_params);
3247
3248         s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3249         if (!s->memcg_params)
3250                 return -ENOMEM;
3251
3252         if (memcg) {
3253                 s->memcg_params->memcg = memcg;
3254                 s->memcg_params->root_cache = root_cache;
3255                 INIT_WORK(&s->memcg_params->destroy,
3256                                 kmem_cache_destroy_work_func);
3257         } else
3258                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3259
3260         return 0;
3261 }
3262
3263 void memcg_release_cache(struct kmem_cache *s)
3264 {
3265         struct kmem_cache *root;
3266         struct mem_cgroup *memcg;
3267         int id;
3268
3269         /*
3270          * This happens, for instance, when a root cache goes away before we
3271          * add any memcg.
3272          */
3273         if (!s->memcg_params)
3274                 return;
3275
3276         if (s->memcg_params->is_root_cache)
3277                 goto out;
3278
3279         memcg = s->memcg_params->memcg;
3280         id  = memcg_cache_id(memcg);
3281
3282         root = s->memcg_params->root_cache;
3283         root->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
3284
3285         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3286         list_del(&s->memcg_params->list);
3287         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3288
3289         css_put(&memcg->css);
3290 out:
3291         kfree(s->memcg_params);
3292 }
3293
3294 /*
3295  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
3296  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
3297  * enqueing new caches to be created.
3298  *
3299  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
3300  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
3301  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
3302  * objects during debug.
3303  *
3304  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
3305  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
3306  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
3307  * cache again, failing at the same point.
3308  *
3309  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
3310  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
3311  * inside the following two functions.
3312  */
3313 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
3314 {
3315         VM_BUG_ON(!current->mm);
3316         current->memcg_kmem_skip_account++;
3317 }
3318
3319 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
3320 {
3321         VM_BUG_ON(!current->mm);
3322         current->memcg_kmem_skip_account--;
3323 }
3324
3325 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w)
3326 {
3327         struct kmem_cache *cachep;
3328         struct memcg_cache_params *p;
3329
3330         p = container_of(w, struct memcg_cache_params, destroy);
3331
3332         cachep = memcg_params_to_cache(p);
3333
3334         /*
3335          * If we get down to 0 after shrink, we could delete right away.
3336          * However, memcg_release_pages() already puts us back in the workqueue
3337          * in that case. If we proceed deleting, we'll get a dangling
3338          * reference, and removing the object from the workqueue in that case
3339          * is unnecessary complication. We are not a fast path.
3340          *
3341          * Note that this case is fundamentally different from racing with
3342          * shrink_slab(): if memcg_cgroup_destroy_cache() is called in
3343          * kmem_cache_shrink, not only we would be reinserting a dead cache
3344          * into the queue, but doing so from inside the worker racing to
3345          * destroy it.
3346          *
3347          * So if we aren't down to zero, we'll just schedule a worker and try
3348          * again
3349          */
3350         if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) != 0) {
3351                 kmem_cache_shrink(cachep);
3352                 if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) == 0)
3353                         return;
3354         } else
3355                 kmem_cache_destroy(cachep);
3356 }
3357
3358 void mem_cgroup_destroy_cache(struct kmem_cache *cachep)
3359 {
3360         if (!cachep->memcg_params->dead)
3361                 return;
3362
3363         /*
3364          * There are many ways in which we can get here.
3365          *
3366          * We can get to a memory-pressure situation while the delayed work is
3367          * still pending to run. The vmscan shrinkers can then release all
3368          * cache memory and get us to destruction. If this is the case, we'll
3369          * be executed twice, which is a bug (the second time will execute over
3370          * bogus data). In this case, cancelling the work should be fine.
3371          *
3372          * But we can also get here from the worker itself, if
3373          * kmem_cache_shrink is enough to shake all the remaining objects and
3374          * get the page count to 0. In this case, we'll deadlock if we try to
3375          * cancel the work (the worker runs with an internal lock held, which
3376          * is the same lock we would hold for cancel_work_sync().)
3377          *
3378          * Since we can't possibly know who got us here, just refrain from
3379          * running if there is already work pending
3380          */
3381         if (work_pending(&cachep->memcg_params->destroy))
3382                 return;
3383         /*
3384          * We have to defer the actual destroying to a workqueue, because
3385          * we might currently be in a context that cannot sleep.
3386          */
3387         schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3388 }
3389
3390 /*
3391  * This lock protects updaters, not readers. We want readers to be as fast as
3392  * they can, and they will either see NULL or a valid cache value. Our model
3393  * allow them to see NULL, in which case the root memcg will be selected.
3394  *
3395  * We need this lock because multiple allocations to the same cache from a non
3396  * will span more than one worker. Only one of them can create the cache.
3397  */
3398 static DEFINE_MUTEX(memcg_cache_mutex);
3399
3400 /*
3401  * Called with memcg_cache_mutex held
3402  */
3403 static struct kmem_cache *kmem_cache_dup(struct mem_cgroup *memcg,
3404                                          struct kmem_cache *s)
3405 {
3406         struct kmem_cache *new;
3407         static char *tmp_name = NULL;
3408
3409         lockdep_assert_held(&memcg_cache_mutex);
3410
3411         /*
3412          * kmem_cache_create_memcg duplicates the given name and
3413          * cgroup_name for this name requires RCU context.
3414          * This static temporary buffer is used to prevent from
3415          * pointless shortliving allocation.
3416          */
3417         if (!tmp_name) {
3418                 tmp_name = kmalloc(PATH_MAX, GFP_KERNEL);
3419                 if (!tmp_name)
3420                         return NULL;
3421         }
3422
3423         rcu_read_lock();
3424         snprintf(tmp_name, PATH_MAX, "%s(%d:%s)", s->name,
3425                          memcg_cache_id(memcg), cgroup_name(memcg->css.cgroup));
3426         rcu_read_unlock();
3427
3428         new = kmem_cache_create_memcg(memcg, tmp_name, s->object_size, s->align,
3429                                       (s->flags & ~SLAB_PANIC), s->ctor, s);
3430
3431         if (new)
3432                 new->allocflags |= __GFP_KMEMCG;
3433
3434         return new;
3435 }
3436
3437 static struct kmem_cache *memcg_create_kmem_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3438                                                   struct kmem_cache *cachep)
3439 {
3440         struct kmem_cache *new_cachep;
3441         int idx;
3442
3443         BUG_ON(!memcg_can_account_kmem(memcg));
3444
3445         idx = memcg_cache_id(memcg);
3446
3447         mutex_lock(&memcg_cache_mutex);
3448         new_cachep = cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3449         if (new_cachep) {
3450                 css_put(&memcg->css);
3451                 goto out;
3452         }
3453
3454         new_cachep = kmem_cache_dup(memcg, cachep);
3455         if (new_cachep == NULL) {
3456                 new_cachep = cachep;
3457                 css_put(&memcg->css);
3458                 goto out;
3459         }
3460
3461         atomic_set(&new_cachep->memcg_params->nr_pages , 0);
3462
3463         cachep->memcg_params->memcg_caches[idx] = new_cachep;
3464         /*
3465          * the readers won't lock, make sure everybody sees the updated value,
3466          * so they won't put stuff in the queue again for no reason
3467          */
3468         wmb();
3469 out:
3470         mutex_unlock(&memcg_cache_mutex);
3471         return new_cachep;
3472 }
3473
3474 void kmem_cache_destroy_memcg_children(struct kmem_cache *s)
3475 {
3476         struct kmem_cache *c;
3477         int i;
3478
3479         if (!s->memcg_params)
3480                 return;
3481         if (!s->memcg_params->is_root_cache)
3482                 return;
3483
3484         /*
3485          * If the cache is being destroyed, we trust that there is no one else
3486          * requesting objects from it. Even if there are, the sanity checks in
3487          * kmem_cache_destroy should caught this ill-case.
3488          *
3489          * Still, we don't want anyone else freeing memcg_caches under our
3490          * noses, which can happen if a new memcg comes to life. As usual,
3491          * we'll take the set_limit_mutex to protect ourselves against this.
3492          */
3493         mutex_lock(&set_limit_mutex);
3494         for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3495                 c = s->memcg_params->memcg_caches[i];
3496                 if (!c)
3497                         continue;
3498
3499                 /*
3500                  * We will now manually delete the caches, so to avoid races
3501                  * we need to cancel all pending destruction workers and
3502                  * proceed with destruction ourselves.
3503                  *
3504                  * kmem_cache_destroy() will call kmem_cache_shrink internally,
3505                  * and that could spawn the workers again: it is likely that
3506                  * the cache still have active pages until this very moment.
3507                  * This would lead us back to mem_cgroup_destroy_cache.
3508                  *
3509                  * But that will not execute at all if the "dead" flag is not
3510                  * set, so flip it down to guarantee we are in control.
3511                  */
3512                 c->memcg_params->dead = false;
3513                 cancel_work_sync(&c->memcg_params->destroy);
3514                 kmem_cache_destroy(c);
3515         }
3516         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3517 }
3518
3519 struct create_work {
3520         struct mem_cgroup *memcg;
3521         struct kmem_cache *cachep;
3522         struct work_struct work;
3523 };
3524
3525 static void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3526 {
3527         struct kmem_cache *cachep;
3528         struct memcg_cache_params *params;
3529
3530         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3531                 return;
3532
3533         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3534         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list) {
3535                 cachep = memcg_params_to_cache(params);
3536                 cachep->memcg_params->dead = true;
3537                 schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3538         }
3539         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3540 }
3541
3542 static void memcg_create_cache_work_func(struct work_struct *w)
3543 {
3544         struct create_work *cw;
3545
3546         cw = container_of(w, struct create_work, work);
3547         memcg_create_kmem_cache(cw->memcg, cw->cachep);
3548         kfree(cw);
3549 }
3550
3551 /*
3552  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
3553  */
3554 static void __memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3555                                          struct kmem_cache *cachep)
3556 {
3557         struct create_work *cw;
3558
3559         cw = kmalloc(sizeof(struct create_work), GFP_NOWAIT);
3560         if (cw == NULL) {
3561                 css_put(&memcg->css);
3562                 return;
3563         }
3564
3565         cw->memcg = memcg;
3566         cw->cachep = cachep;
3567
3568         INIT_WORK(&cw->work, memcg_create_cache_work_func);
3569         schedule_work(&cw->work);
3570 }
3571
3572 static void memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3573                                        struct kmem_cache *cachep)
3574 {
3575         /*
3576          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
3577          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
3578          * in __memcg_create_cache_enqueue will recurse.
3579          *
3580          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
3581          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
3582          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
3583          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
3584          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
3585          */
3586         memcg_stop_kmem_account();
3587         __memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3588         memcg_resume_kmem_account();
3589 }
3590 /*
3591  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
3592  * We try to use the current memcg's version of the cache.
3593  *
3594  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
3595  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
3596  * in a workqueue.
3597  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
3598  * the original cache.
3599  *
3600  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
3601  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
3602  */
3603 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
3604                                           gfp_t gfp)
3605 {
3606         struct mem_cgroup *memcg;
3607         int idx;
3608
3609         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
3610         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
3611
3612         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3613                 return cachep;
3614
3615         rcu_read_lock();
3616         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
3617
3618         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
3619                 goto out;
3620
3621         idx = memcg_cache_id(memcg);
3622
3623         /*
3624          * barrier to mare sure we're always seeing the up to date value.  The
3625          * code updating memcg_caches will issue a write barrier to match this.
3626          */
3627         read_barrier_depends();
3628         if (likely(cachep->memcg_params->memcg_caches[idx])) {
3629                 cachep = cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3630                 goto out;
3631         }
3632
3633         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
3634         if (!css_tryget(&memcg->css))
3635                 goto out;
3636         rcu_read_unlock();
3637
3638         /*
3639          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
3640          * context), we could be be predictable and return right away.
3641          * This would guarantee that the allocation being performed
3642          * already belongs in the new cache.
3643          *
3644          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
3645          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
3646          * kmem_cache_dup, this means no further allocation could happen
3647          * with the slab_mutex held.
3648          *
3649          * Also, because cache creation issue get_online_cpus(), this
3650          * creates a lock chain: memcg_slab_mutex -> cpu_hotplug_mutex,
3651          * that ends up reversed during cpu hotplug. (cpuset allocates
3652          * a bunch of GFP_KERNEL memory during cpuup). Due to all that,
3653          * better to defer everything.
3654          */
3655         memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3656         return cachep;
3657 out:
3658         rcu_read_unlock();
3659         return cachep;
3660 }
3661 EXPORT_SYMBOL(__memcg_kmem_get_cache);
3662
3663 /*
3664  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
3665  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
3666  * need a further commit step to do the final arrangements.
3667  *
3668  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
3669  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
3670  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
3671  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
3672  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
3673  * the compiled-out case as well.
3674  *
3675  * Returning true means the allocation is possible.
3676  */
3677 bool
3678 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
3679 {
3680         struct mem_cgroup *memcg;
3681         int ret;
3682
3683         *_memcg = NULL;
3684
3685         /*
3686          * Disabling accounting is only relevant for some specific memcg
3687          * internal allocations. Therefore we would initially not have such
3688          * check here, since direct calls to the page allocator that are marked
3689          * with GFP_KMEMCG only happen outside memcg core. We are mostly
3690          * concerned with cache allocations, and by having this test at
3691          * memcg_kmem_get_cache, we are already able to relay the allocation to
3692          * the root cache and bypass the memcg cache altogether.
3693          *
3694          * There is one exception, though: the SLUB allocator does not create
3695          * large order caches, but rather service large kmallocs directly from
3696          * the page allocator. Therefore, the following sequence when backed by
3697          * the SLUB allocator:
3698          *
3699          *      memcg_stop_kmem_account();
3700          *      kmalloc(<large_number>)
3701          *      memcg_resume_kmem_account();
3702          *
3703          * would effectively ignore the fact that we should skip accounting,
3704          * since it will drive us directly to this function without passing
3705          * through the cache selector memcg_kmem_get_cache. Such large
3706          * allocations are extremely rare but can happen, for instance, for the
3707          * cache arrays. We bring this test here.
3708          */
3709         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3710                 return true;
3711
3712         memcg = try_get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
3713
3714         /*
3715          * very rare case described in mem_cgroup_from_task. Unfortunately there
3716          * isn't much we can do without complicating this too much, and it would
3717          * be gfp-dependent anyway. Just let it go
3718          */
3719         if (unlikely(!memcg))
3720                 return true;
3721
3722         if (!memcg_can_account_kmem(memcg)) {
3723                 css_put(&memcg->css);
3724                 return true;
3725         }
3726
3727         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, PAGE_SIZE << order);
3728         if (!ret)
3729                 *_memcg = memcg;
3730
3731         css_put(&memcg->css);
3732         return (ret == 0);
3733 }
3734
3735 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3736                               int order)
3737 {
3738         struct page_cgroup *pc;
3739
3740         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3741
3742         /* The page allocation failed. Revert */
3743         if (!page) {
3744                 memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3745                 return;
3746         }
3747
3748         pc = lookup_page_cgroup(page);
3749         lock_page_cgroup(pc);
3750         pc->mem_cgroup = memcg;
3751         SetPageCgroupUsed(pc);
3752         unlock_page_cgroup(pc);
3753 }
3754
3755 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
3756 {
3757         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3758         struct page_cgroup *pc;
3759
3760
3761         pc = lookup_page_cgroup(page);
3762         /*
3763          * Fast unlocked return. Theoretically might have changed, have to
3764          * check again after locking.
3765          */
3766         if (!PageCgroupUsed(pc))
3767                 return;
3768
3769         lock_page_cgroup(pc);
3770         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3771                 memcg = pc->mem_cgroup;
3772                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3773         }
3774         unlock_page_cgroup(pc);
3775
3776         /*
3777          * We trust that only if there is a memcg associated with the page, it
3778          * is a valid allocation
3779          */
3780         if (!memcg)
3781                 return;
3782
3783         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3784         memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3785 }
3786 #else
3787 static inline void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3788 {
3789 }
3790 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3791
3792 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3793
3794 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
3795 /*
3796  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3797  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
3798  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
3799  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
3800  */
3801 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3802 {
3803         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
3804         struct page_cgroup *pc;
3805         struct mem_cgroup *memcg;
3806         int i;
3807
3808         if (mem_cgroup_disabled())
3809                 return;
3810
3811         memcg = head_pc->mem_cgroup;
3812         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3813                 pc = head_pc + i;
3814                 pc->mem_cgroup = memcg;
3815                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
3816                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
3817         }
3818         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
3819                        HPAGE_PMD_NR);
3820 }
3821 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3822
3823 static inline
3824 void mem_cgroup_move_account_page_stat(struct mem_cgroup *from,
3825                                         struct mem_cgroup *to,
3826                                         unsigned int nr_pages,
3827                                         enum mem_cgroup_stat_index idx)
3828 {
3829         /* Update stat data for mem_cgroup */
3830         preempt_disable();
3831         __this_cpu_sub(from->stat->count[idx], nr_pages);
3832         __this_cpu_add(to->stat->count[idx], nr_pages);
3833         preempt_enable();
3834 }
3835
3836 /**
3837  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3838  * @page: the page
3839  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3840  * @pc: page_cgroup of the page.
3841  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3842  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3843  *
3844  * The caller must confirm following.
3845  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3846  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3847  *
3848  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3849  * from old cgroup.
3850  */
3851 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3852                                    unsigned int nr_pages,
3853                                    struct page_cgroup *pc,
3854                                    struct mem_cgroup *from,
3855                                    struct mem_cgroup *to)
3856 {
3857         unsigned long flags;
3858         int ret;
3859         bool anon = PageAnon(page);
3860
3861         VM_BUG_ON(from == to);
3862         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
3863         /*
3864          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3865          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3866          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3867          * hold it.
3868          */
3869         ret = -EBUSY;
3870         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3871                 goto out;
3872
3873         lock_page_cgroup(pc);
3874
3875         ret = -EINVAL;
3876         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
3877                 goto unlock;
3878
3879         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
3880
3881         if (!anon && page_mapped(page))
3882                 mem_cgroup_move_account_page_stat(from, to, nr_pages,
3883                         MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED);
3884
3885         if (PageWriteback(page))
3886                 mem_cgroup_move_account_page_stat(from, to, nr_pages,
3887                         MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK);
3888
3889         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, anon, -nr_pages);
3890
3891         /* caller should have done css_get */
3892         pc->mem_cgroup = to;
3893         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, anon, nr_pages);
3894         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
3895         ret = 0;
3896 unlock:
3897         unlock_page_cgroup(pc);
3898         /*
3899          * check events
3900          */
3901         memcg_check_events(to, page);
3902         memcg_check_events(from, page);
3903 out:
3904         return ret;
3905 }
3906
3907 /**
3908  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
3909  * @page: the page to move
3910  * @pc: page_cgroup of the page
3911  * @child: page's cgroup
3912  *
3913  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
3914  * parent (aka use_hierarchy==0).
3915  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
3916  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
3917  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
3918  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
3919  * on the next attempt and the call should be retried later.
3920  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
3921  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
3922  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
3923  * LRU or vanish.
3924  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
3925  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
3926  * disappear in the next attempt.
3927  */
3928 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
3929                                   struct page_cgroup *pc,
3930                                   struct mem_cgroup *child)
3931 {
3932         struct mem_cgroup *parent;
3933         unsigned int nr_pages;
3934         unsigned long uninitialized_var(flags);
3935         int ret;
3936
3937         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
3938
3939         ret = -EBUSY;
3940         if (!get_page_unless_zero(page))
3941                 goto out;
3942         if (isolate_lru_page(page))
3943                 goto put;
3944
3945         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
3946
3947         parent = parent_mem_cgroup(child);
3948         /*
3949          * If no parent, move charges to root cgroup.
3950          */
3951         if (!parent)
3952                 parent = root_mem_cgroup;
3953
3954         if (nr_pages > 1) {
3955                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3956                 flags = compound_lock_irqsave(page);
3957         }
3958
3959         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
3960                                 pc, child, parent);
3961         if (!ret)
3962                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
3963
3964         if (nr_pages > 1)
3965                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
3966         putback_lru_page(page);
3967 put:
3968         put_page(page);
3969 out:
3970         return ret;
3971 }
3972
3973 /*
3974  * Charge the memory controller for page usage.
3975  * Return
3976  * 0 if the charge was successful
3977  * < 0 if the cgroup is over its limit
3978  */
3979 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3980                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
3981 {
3982         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3983         unsigned int nr_pages = 1;
3984         bool oom = true;
3985         int ret;
3986
3987         if (PageTransHuge(page)) {
3988                 nr_pages <<= compound_order(page);
3989                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3990                 /*
3991                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
3992                  * fault handler will fall back to regular pages.
3993                  */
3994                 oom = false;
3995         }
3996
3997         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
3998         if (ret == -ENOMEM)
3999                 return ret;
4000         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, ctype, false);
4001         return 0;
4002 }
4003
4004 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
4005                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
4006 {
4007         if (mem_cgroup_disabled())
4008                 return 0;
4009         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
4010         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
4011         VM_BUG_ON(!mm);
4012         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
4013                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
4014 }
4015
4016 /*
4017  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
4018  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
4019  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
4020  * "commit()" or removed by "cancel()"
4021  */
4022 static int __mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
4023                                           struct page *page,
4024                                           gfp_t mask,
4025                                           struct mem_cgroup **memcgp)
4026 {
4027         struct mem_cgroup *memcg;
4028         struct page_cgroup *pc;
4029         int ret;
4030
4031         pc = lookup_page_cgroup(page);
4032         /*
4033          * Every swap fault against a single page tries to charge the
4034          * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
4035          * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
4036          * the page lock, which serializes swap cache removal, which
4037          * in turn serializes uncharging.
4038          */
4039         if (PageCgroupUsed(pc))
4040                 return 0;
4041         if (!do_swap_account)
4042                 goto charge_cur_mm;
4043         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
4044         if (!memcg)
4045                 goto charge_cur_mm;
4046         *memcgp = memcg;
4047         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
4048         css_put(&memcg->css);
4049         if (ret == -EINTR)
4050                 ret = 0;
4051         return ret;
4052 charge_cur_mm:
4053         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
4054         if (ret == -EINTR)
4055                 ret = 0;
4056         return ret;
4057 }
4058
4059 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm, struct page *page,
4060                                  gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
4061 {
4062         *memcgp = NULL;
4063         if (mem_cgroup_disabled())
4064                 return 0;
4065         /*
4066          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already
4067          * updated the pte, and even removed page from swap cache: in
4068          * those cases unuse_pte()'s pte_same() test will fail; but
4069          * there's also a KSM case which does need to charge the page.
4070          */
4071         if (!PageSwapCache(page)) {
4072                 int ret;
4073
4074                 ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, 1, memcgp, true);
4075                 if (ret == -EINTR)
4076                         ret = 0;
4077                 return ret;
4078         }
4079         return __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, memcgp);
4080 }
4081
4082 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
4083 {
4084         if (mem_cgroup_disabled())
4085                 return;
4086         if (!memcg)
4087                 return;
4088         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
4089 }
4090
4091 static void
4092 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
4093                                         enum charge_type ctype)
4094 {
4095         if (mem_cgroup_disabled())
4096                 return;
4097         if (!memcg)
4098                 return;
4099
4100         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
4101         /*
4102          * Now swap is on-memory. This means this page may be
4103          * counted both as mem and swap....double count.
4104          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
4105          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
4106          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
4107          */
4108         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
4109                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
4110                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
4111         }
4112 }
4113
4114 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
4115                                      struct mem_cgroup *memcg)
4116 {
4117         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
4118                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
4119 }
4120
4121 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
4122                                 gfp_t gfp_mask)
4123 {
4124         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4125         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4126         int ret;
4127
4128         if (mem_cgroup_disabled())
4129                 return 0;
4130         if (PageCompound(page))
4131                 return 0;
4132
4133         if (!PageSwapCache(page))
4134                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
4135         else { /* page is swapcache/shmem */
4136                 ret = __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page,
4137                                                      gfp_mask, &memcg);
4138                 if (!ret)
4139                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
4140         }
4141         return ret;
4142 }
4143
4144 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
4145                                    unsigned int nr_pages,
4146                                    const enum charge_type ctype)
4147 {
4148         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
4149         bool uncharge_memsw = true;
4150
4151         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
4152         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
4153                 uncharge_memsw = false;
4154
4155         batch = &current->memcg_batch;
4156         /*
4157          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
4158          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
4159          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
4160          */
4161         if (!batch->memcg)
4162                 batch->memcg = memcg;
4163         /*
4164          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
4165          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
4166          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
4167          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
4168          * because we want to do uncharge as soon as possible.
4169          */
4170
4171         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
4172                 goto direct_uncharge;
4173
4174         if (nr_pages > 1)
4175                 goto direct_uncharge;
4176
4177         /*
4178          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
4179          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
4180          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
4181          */
4182         if (batch->memcg != memcg)
4183                 goto direct_uncharge;
4184         /* remember freed charge and uncharge it later */
4185         batch->nr_pages++;
4186         if (uncharge_memsw)
4187                 batch->memsw_nr_pages++;
4188         return;
4189 direct_uncharge:
4190         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
4191         if (uncharge_memsw)
4192                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
4193         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
4194                 memcg_oom_recover(memcg);
4195 }
4196
4197 /*
4198  * uncharge if !page_mapped(page)
4199  */
4200 static struct mem_cgroup *
4201 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype,
4202                              bool end_migration)
4203 {
4204         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4205         unsigned int nr_pages = 1;
4206         struct page_cgroup *pc;
4207         bool anon;
4208
4209         if (mem_cgroup_disabled())
4210                 return NULL;
4211
4212         if (PageTransHuge(page)) {
4213                 nr_pages <<= compound_order(page);
4214                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
4215         }
4216         /*
4217          * Check if our page_cgroup is valid
4218          */
4219         pc = lookup_page_cgroup(page);
4220         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
4221                 return NULL;
4222
4223         lock_page_cgroup(pc);
4224
4225         memcg = pc->mem_cgroup;
4226
4227         if (!PageCgroupUsed(pc))
4228                 goto unlock_out;
4229
4230         anon = PageAnon(page);
4231
4232         switch (ctype) {
4233         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON:
4234                 /*
4235                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
4236                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
4237                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
4238                  */
4239                 anon = true;
4240                 /* fallthrough */
4241         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
4242                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
4243                 if (page_mapped(page))
4244                         goto unlock_out;
4245                 /*
4246                  * Pages under migration may not be uncharged.  But
4247                  * end_migration() /must/ be the one uncharging the
4248                  * unused post-migration page and so it has to call
4249                  * here with the migration bit still set.  See the
4250                  * res_counter handling below.
4251                  */
4252                 if (!end_migration && PageCgroupMigration(pc))
4253                         goto unlock_out;
4254                 break;
4255         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
4256                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
4257                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
4258                                 goto unlock_out;
4259                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
4260                                 goto unlock_out;
4261                 break;
4262         default:
4263                 break;
4264         }
4265
4266         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, -nr_pages);
4267
4268         ClearPageCgroupUsed(pc);
4269         /*
4270          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
4271          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
4272          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
4273          * special functions.
4274          */
4275
4276         unlock_page_cgroup(pc);
4277         /*
4278          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
4279          * will never be freed, so it's safe to call css_get().
4280          */
4281         memcg_check_events(memcg, page);
4282         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
4283                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
4284                 css_get(&memcg->css);
4285         }
4286         /*
4287          * Migration does not charge the res_counter for the
4288          * replacement page, so leave it alone when phasing out the
4289          * page that is unused after the migration.
4290          */
4291         if (!end_migration && !mem_cgroup_is_root(memcg))
4292                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
4293
4294         return memcg;
4295
4296 unlock_out:
4297         unlock_page_cgroup(pc);
4298         return NULL;
4299 }
4300
4301 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
4302 {
4303         /* early check. */
4304         if (page_mapped(page))
4305                 return;
4306         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
4307         /*
4308          * If the page is in swap cache, uncharge should be deferred
4309          * to the swap path, which also properly accounts swap usage
4310          * and handles memcg lifetime.
4311          *
4312          * Note that this check is not stable and reclaim may add the
4313          * page to swap cache at any time after this.  However, if the
4314          * page is not in swap cache by the time page->mapcount hits
4315          * 0, there won't be any page table references to the swap
4316          * slot, and reclaim will free it and not actually write the
4317          * page to disk.
4318          */
4319         if (PageSwapCache(page))
4320                 return;
4321         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
4322 }
4323
4324 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
4325 {
4326         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
4327         VM_BUG_ON(page->mapping);
4328         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE, false);
4329 }
4330
4331 /*
4332  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
4333  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
4334  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
4335  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
4336  * This may be called prural(2) times in a context,
4337  */
4338
4339 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
4340 {
4341         current->memcg_batch.do_batch++;
4342         /* We can do nest. */
4343         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
4344                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
4345                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
4346                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
4347         }
4348 }
4349
4350 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
4351 {
4352         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
4353
4354         if (!batch->do_batch)
4355                 return;
4356
4357         batch->do_batch--;
4358         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
4359                 return;
4360
4361         if (!batch->memcg)
4362                 return;
4363         /*
4364          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
4365          * bacause we hide charges behind us.
4366          */
4367         if (batch->nr_pages)
4368                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
4369                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
4370         if (batch->memsw_nr_pages)
4371                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
4372                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
4373         memcg_oom_recover(batch->memcg);
4374         /* forget this pointer (for sanity check) */
4375         batch->memcg = NULL;
4376 }
4377
4378 #ifdef CONFIG_SWAP
4379 /*
4380  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
4381  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
4382  */
4383 void
4384 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
4385 {
4386         struct mem_cgroup *memcg;
4387         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
4388
4389         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
4390                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
4391
4392         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype, false);
4393
4394         /*
4395          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
4396          * css_get() was called in uncharge().
4397          */
4398         if (do_swap_account && swapout && memcg)
4399                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
4400 }
4401 #endif
4402
4403 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4404 /*
4405  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
4406  * uncharge "memsw" account.
4407  */
4408 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
4409 {
4410         struct mem_cgroup *memcg;
4411         unsigned short id;
4412
4413         if (!do_swap_account)
4414                 return;
4415
4416         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
4417         rcu_read_lock();
4418         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
4419         if (memcg) {
4420                 /*
4421                  * We uncharge this because swap is freed.
4422                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
4423                  */
4424                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4425                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
4426                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
4427                 css_put(&memcg->css);
4428         }
4429         rcu_read_unlock();
4430 }
4431
4432 /**
4433  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
4434  * @entry: swap entry to be moved
4435  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
4436  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
4437  *
4438  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
4439  * as the mem_cgroup's id of @from.
4440  *
4441  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
4442  *
4443  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
4444  * both res and memsw, and called css_get().
4445  */
4446 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4447                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4448 {
4449         unsigned short old_id, new_id;
4450
4451         old_id = css_id(&from->css);
4452         new_id = css_id(&to->css);
4453
4454         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
4455                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
4456                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
4457                 /*
4458                  * This function is only called from task migration context now.
4459                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
4460                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
4461                  * improvement. But we cannot postpone css_get(to)  because if
4462                  * the process that has been moved to @to does swap-in, the
4463                  * refcount of @to might be decreased to 0.
4464                  *
4465                  * We are in attach() phase, so the cgroup is guaranteed to be
4466                  * alive, so we can just call css_get().
4467                  */
4468                 css_get(&to->css);
4469                 return 0;
4470         }
4471         return -EINVAL;
4472 }
4473 #else
4474 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4475                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4476 {
4477         return -EINVAL;
4478 }
4479 #endif
4480
4481 /*
4482  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
4483  * page belongs to.
4484  */
4485 void mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page, struct page *newpage,
4486                                   struct mem_cgroup **memcgp)
4487 {
4488         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4489         unsigned int nr_pages = 1;
4490         struct page_cgroup *pc;
4491         enum charge_type ctype;
4492
4493         *memcgp = NULL;
4494
4495         if (mem_cgroup_disabled())
4496                 return;
4497
4498         if (PageTransHuge(page))
4499                 nr_pages <<= compound_order(page);
4500
4501         pc = lookup_page_cgroup(page);
4502         lock_page_cgroup(pc);
4503         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4504                 memcg = pc->mem_cgroup;
4505                 css_get(&memcg->css);
4506                 /*
4507                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
4508                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
4509                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
4510                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
4511                  * until end_migration() is called
4512                  *
4513                  * Corner Case Thinking
4514                  * A)
4515                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
4516                  * while migration was ongoing.
4517                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
4518                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
4519                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
4520                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
4521                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
4522                  *
4523                  * B)
4524                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
4525                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
4526                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
4527                  * without charging it again.
4528                  *
4529                  * C)
4530                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
4531                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
4532                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
4533                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
4534                  */
4535                 if (PageAnon(page))
4536                         SetPageCgroupMigration(pc);
4537         }
4538         unlock_page_cgroup(pc);
4539         /*
4540          * If the page is not charged at this point,
4541          * we return here.
4542          */
4543         if (!memcg)
4544                 return;
4545
4546         *memcgp = memcg;
4547         /*
4548          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
4549          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
4550          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
4551          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
4552          */
4553         if (PageAnon(page))
4554                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON;
4555         else
4556                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4557         /*
4558          * The page is committed to the memcg, but it's not actually
4559          * charged to the res_counter since we plan on replacing the
4560          * old one and only one page is going to be left afterwards.
4561          */
4562         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, nr_pages, ctype, false);
4563 }
4564
4565 /* remove redundant charge if migration failed*/
4566 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
4567         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
4568 {
4569         struct page *used, *unused;
4570         struct page_cgroup *pc;
4571         bool anon;
4572
4573         if (!memcg)
4574                 return;
4575
4576         if (!migration_ok) {
4577                 used = oldpage;
4578                 unused = newpage;
4579         } else {
4580                 used = newpage;
4581                 unused = oldpage;
4582         }
4583         anon = PageAnon(used);
4584         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
4585                                      anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON
4586                                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE,
4587                                      true);
4588         css_put(&memcg->css);
4589         /*
4590          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
4591          * of the page goes down to zero, temporarly.
4592          * Clear the flag and check the page should be charged.
4593          */
4594         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4595         lock_page_cgroup(pc);
4596         ClearPageCgroupMigration(pc);
4597         unlock_page_cgroup(pc);
4598
4599         /*
4600          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
4601          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
4602          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
4603          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
4604          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
4605          * check. (see prepare_charge() also)
4606          */
4607         if (anon)
4608                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
4609 }
4610
4611 /*
4612  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
4613  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
4614  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
4615  */
4616 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
4617                                   struct page *newpage)
4618 {
4619         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4620         struct page_cgroup *pc;
4621         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4622
4623         if (mem_cgroup_disabled())
4624                 return;
4625
4626         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4627         /* fix accounting on old pages */
4628         lock_page_cgroup(pc);
4629         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4630                 memcg = pc->mem_cgroup;
4631                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, oldpage, false, -1);
4632                 ClearPageCgroupUsed(pc);
4633         }
4634         unlock_page_cgroup(pc);
4635
4636         /*
4637          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
4638          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
4639          */
4640         if (!memcg)
4641                 return;
4642         /*
4643          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
4644          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
4645          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
4646          */
4647         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
4648 }
4649
4650 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4651 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
4652 {
4653         struct page_cgroup *pc;
4654
4655         pc = lookup_page_cgroup(page);
4656         /*
4657          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
4658          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
4659          * or when mem_cgroup_disabled().
4660          */
4661         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
4662                 return pc;
4663         return NULL;
4664 }
4665
4666 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
4667 {
4668         if (mem_cgroup_disabled())
4669                 return false;
4670
4671         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
4672 }
4673
4674 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
4675 {
4676         struct page_cgroup *pc;
4677
4678         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
4679         if (pc) {
4680                 pr_alert("pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
4681                          pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
4682         }
4683 }
4684 #endif
4685
4686 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4687                                 unsigned long long val)
4688 {
4689         int retry_count;
4690         u64 memswlimit, memlimit;
4691         int ret = 0;
4692         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4693         u64 curusage, oldusage;
4694         int enlarge;
4695
4696         /*
4697          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
4698          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
4699          * of # of children which we should visit in this loop.
4700          */
4701         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
4702
4703         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4704
4705         enlarge = 0;
4706         while (retry_count) {
4707                 if (signal_pending(current)) {
4708                         ret = -EINTR;
4709                         break;
4710                 }
4711                 /*
4712                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4713                  * open coded manner. You see what this really does.
4714                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4715                  */
4716                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4717                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4718                 if (memswlimit < val) {
4719                         ret = -EINVAL;
4720                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4721                         break;
4722                 }
4723
4724                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4725                 if (memlimit < val)
4726                         enlarge = 1;
4727
4728                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
4729                 if (!ret) {
4730                         if (memswlimit == val)
4731                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4732                         else
4733                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4734                 }
4735                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4736
4737                 if (!ret)
4738                         break;
4739
4740                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4741                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4742                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4743                 /* Usage is reduced ? */
4744                 if (curusage >= oldusage)
4745                         retry_count--;
4746                 else
4747                         oldusage = curusage;
4748         }
4749         if (!ret && enlarge)
4750                 memcg_oom_recover(memcg);
4751
4752         return ret;
4753 }
4754
4755 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4756                                         unsigned long long val)
4757 {
4758         int retry_count;
4759         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
4760         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4761         int ret = -EBUSY;
4762         int enlarge = 0;
4763
4764         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
4765         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4766         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4767         while (retry_count) {
4768                 if (signal_pending(current)) {
4769                         ret = -EINTR;
4770                         break;
4771                 }
4772                 /*
4773                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4774                  * open coded manner. You see what this really does.
4775                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4776                  */
4777                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4778                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4779                 if (memlimit > val) {
4780                         ret = -EINVAL;
4781                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4782                         break;
4783                 }
4784                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4785                 if (memswlimit < val)
4786                         enlarge = 1;
4787                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
4788                 if (!ret) {
4789                         if (memlimit == val)
4790                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4791                         else
4792                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4793                 }
4794                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4795
4796                 if (!ret)
4797                         break;
4798
4799                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4800                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
4801                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4802                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4803                 /* Usage is reduced ? */
4804                 if (curusage >= oldusage)
4805                         retry_count--;
4806                 else
4807                         oldusage = curusage;
4808         }
4809         if (!ret && enlarge)
4810                 memcg_oom_recover(memcg);
4811         return ret;
4812 }
4813
4814 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
4815                                             gfp_t gfp_mask,
4816                                             unsigned long *total_scanned)
4817 {
4818         unsigned long nr_reclaimed = 0;
4819         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
4820         unsigned long reclaimed;
4821         int loop = 0;
4822         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
4823         unsigned long long excess;
4824         unsigned long nr_scanned;
4825
4826         if (order > 0)
4827                 return 0;
4828
4829         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
4830         /*
4831          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
4832          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
4833          * pressure
4834          */
4835         do {
4836                 if (next_mz)
4837                         mz = next_mz;
4838                 else
4839                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4840                 if (!mz)
4841                         break;
4842
4843                 nr_scanned = 0;
4844                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
4845                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
4846                 nr_reclaimed += reclaimed;
4847                 *total_scanned += nr_scanned;
4848                 spin_lock(&mctz->lock);
4849
4850                 /*
4851                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
4852                  * it is time to move on to the next cgroup
4853                  */
4854                 next_mz = NULL;
4855                 if (!reclaimed) {
4856                         do {
4857                                 /*
4858                                  * Loop until we find yet another one.
4859                                  *
4860                                  * By the time we get the soft_limit lock
4861                                  * again, someone might have aded the
4862                                  * group back on the RB tree. Iterate to
4863                                  * make sure we get a different mem.
4864                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
4865                                  * NULL if no other cgroup is present on
4866                                  * the tree
4867                                  */
4868                                 next_mz =
4869                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4870                                 if (next_mz == mz)
4871                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
4872                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
4873                                         break;
4874                         } while (1);
4875                 }
4876                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
4877                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
4878                 /*
4879                  * One school of thought says that we should not add
4880                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
4881                  * But our reclaim could return 0, simply because due
4882                  * to priority we are exposing a smaller subset of
4883                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
4884                  * term TODO.
4885                  */
4886                 /* If excess == 0, no tree ops */
4887                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->memcg, mz, mctz, excess);
4888                 spin_unlock(&mctz->lock);
4889                 css_put(&mz->memcg->css);
4890                 loop++;
4891                 /*
4892                  * Could not reclaim anything and there are no more
4893                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
4894                  * reclaiming anything.
4895                  */
4896                 if (!nr_reclaimed &&
4897                         (next_mz == NULL ||
4898                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
4899                         break;
4900         } while (!nr_reclaimed);
4901         if (next_mz)
4902                 css_put(&next_mz->memcg->css);
4903         return nr_reclaimed;
4904 }
4905
4906 /**
4907  * mem_cgroup_force_empty_list - clears LRU of a group
4908  * @memcg: group to clear
4909  * @node: NUMA node
4910  * @zid: zone id
4911  * @lru: lru to to clear
4912  *
4913  * Traverse a specified page_cgroup list and try to drop them all.  This doesn't
4914  * reclaim the pages page themselves - pages are moved to the parent (or root)
4915  * group.
4916  */
4917 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
4918                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
4919 {
4920         struct lruvec *lruvec;
4921         unsigned long flags;
4922         struct list_head *list;
4923         struct page *busy;
4924         struct zone *zone;
4925
4926         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
4927         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
4928         list = &lruvec->lists[lru];
4929
4930         busy = NULL;
4931         do {
4932                 struct page_cgroup *pc;
4933                 struct page *page;
4934
4935                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
4936                 if (list_empty(list)) {
4937                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4938                         break;
4939                 }
4940                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
4941                 if (busy == page) {
4942                         list_move(&page->lru, list);
4943                         busy = NULL;
4944                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4945                         continue;
4946                 }
4947                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4948
4949                 pc = lookup_page_cgroup(page);
4950
4951                 if (mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg)) {
4952                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
4953                         busy = page;
4954                         cond_resched();
4955                 } else
4956                         busy = NULL;
4957         } while (!list_empty(list));
4958 }
4959
4960 /*
4961  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task by moving
4962  * all the charges and pages to the parent.
4963  * This enables deleting this mem_cgroup.
4964  *
4965  * Caller is responsible for holding css reference on the memcg.
4966  */
4967 static void mem_cgroup_reparent_charges(struct mem_cgroup *memcg)
4968 {
4969         int node, zid;
4970         u64 usage;
4971
4972         do {
4973                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
4974                 lru_add_drain_all();
4975                 drain_all_stock_sync(memcg);
4976                 mem_cgroup_start_move(memcg);
4977                 for_each_node_state(node, N_MEMORY) {
4978                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4979                                 enum lru_list lru;
4980                                 for_each_lru(lru) {
4981                                         mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
4982                                                         node, zid, lru);
4983                                 }
4984                         }
4985                 }
4986                 mem_cgroup_end_move(memcg);
4987                 memcg_oom_recover(memcg);
4988                 cond_resched();
4989
4990                 /*
4991                  * Kernel memory may not necessarily be trackable to a specific
4992                  * process. So they are not migrated, and therefore we can't
4993                  * expect their value to drop to 0 here.
4994                  * Having res filled up with kmem only is enough.
4995                  *
4996                  * This is a safety check because mem_cgroup_force_empty_list
4997                  * could have raced with mem_cgroup_replace_page_cache callers
4998                  * so the lru seemed empty but the page could have been added
4999                  * right after the check. RES_USAGE should be safe as we always
5000                  * charge before adding to the LRU.
5001                  */
5002                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) -
5003                         res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE);
5004         } while (usage > 0);
5005 }
5006
5007 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
5008 {
5009         lockdep_assert_held(&memcg_create_mutex);
5010         /*
5011          * The lock does not prevent addition or deletion to the list
5012          * of children, but it prevents a new child from being
5013          * initialized based on this parent in css_online(), so it's
5014          * enough to decide whether hierarchically inherited
5015          * attributes can still be changed or not.
5016          */
5017         return memcg->use_hierarchy &&
5018                 !list_empty(&memcg->css.cgroup->children);
5019 }
5020
5021 /*
5022  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
5023  * the rest to the parent.
5024  *
5025  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
5026  */
5027 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
5028 {
5029         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
5030         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
5031
5032         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
5033         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
5034                 return -EBUSY;
5035
5036         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
5037         lru_add_drain_all();
5038         /* try to free all pages in this cgroup */
5039         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
5040                 int progress;
5041
5042                 if (signal_pending(current))
5043                         return -EINTR;
5044
5045                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
5046                                                 false);
5047                 if (!progress) {
5048                         nr_retries--;
5049                         /* maybe some writeback is necessary */
5050                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
5051                 }
5052
5053         }
5054         lru_add_drain();
5055         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
5056
5057         return 0;
5058 }
5059
5060 static int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5061                                         unsigned int event)
5062 {
5063         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5064
5065         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
5066                 return -EINVAL;
5067         return mem_cgroup_force_empty(memcg);
5068 }
5069
5070 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5071                                      struct cftype *cft)
5072 {
5073         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
5074 }
5075
5076 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5077                                       struct cftype *cft, u64 val)
5078 {
5079         int retval = 0;
5080         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5081         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5082
5083         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5084
5085         if (memcg->use_hierarchy == val)
5086                 goto out;
5087
5088         /*
5089          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
5090          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
5091          * occur, provided the current cgroup has no children.
5092          *
5093          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
5094          * set if there are no children.
5095          */
5096         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
5097                                 (val == 1 || val == 0)) {
5098                 if (list_empty(&memcg->css.cgroup->children))
5099                         memcg->use_hierarchy = val;
5100                 else
5101                         retval = -EBUSY;
5102         } else
5103                 retval = -EINVAL;
5104
5105 out:
5106         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5107
5108         return retval;
5109 }
5110
5111
5112 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
5113                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
5114 {
5115         struct mem_cgroup *iter;
5116         long val = 0;
5117
5118         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
5119         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5120                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
5121
5122         if (val < 0) /* race ? */
5123                 val = 0;
5124         return val;
5125 }
5126
5127 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5128 {
5129         u64 val;
5130
5131         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5132                 if (!swap)
5133                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
5134                 else
5135                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
5136         }
5137
5138         /*
5139          * Transparent hugepages are still accounted for in MEM_CGROUP_STAT_RSS
5140          * as well as in MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE.
5141          */
5142         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
5143         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
5144
5145         if (swap)
5146                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
5147
5148         return val << PAGE_SHIFT;
5149 }
5150
5151 static ssize_t mem_cgroup_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5152                                struct cftype *cft, struct file *file,
5153                                char __user *buf, size_t nbytes, loff_t *ppos)
5154 {
5155         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5156         char str[64];
5157         u64 val;
5158         int name, len;
5159         enum res_type type;
5160
5161         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5162         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5163
5164         switch (type) {
5165         case _MEM:
5166                 if (name == RES_USAGE)
5167                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
5168                 else
5169                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
5170                 break;
5171         case _MEMSWAP:
5172                 if (name == RES_USAGE)
5173                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
5174                 else
5175                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
5176                 break;
5177         case _KMEM:
5178                 val = res_counter_read_u64(&memcg->kmem, name);
5179                 break;
5180         default:
5181                 BUG();
5182         }
5183
5184         len = scnprintf(str, sizeof(str), "%llu\n", (unsigned long long)val);
5185         return simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, str, len);
5186 }
5187
5188 static int memcg_update_kmem_limit(struct cgroup_subsys_state *css, u64 val)
5189 {
5190         int ret = -EINVAL;
5191 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5192         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5193         /*
5194          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
5195          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
5196          * already joined.
5197          *
5198          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
5199          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
5200          * place, which makes the value quite meaningless.
5201          *
5202          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
5203          * of course permitted.
5204          */
5205         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5206         mutex_lock(&set_limit_mutex);
5207         if (!memcg->kmem_account_flags && val != RES_COUNTER_MAX) {
5208                 if (cgroup_task_count(css->cgroup) || memcg_has_children(memcg)) {
5209                         ret = -EBUSY;
5210                         goto out;
5211                 }
5212                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
5213                 VM_BUG_ON(ret);
5214
5215                 ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
5216                 if (ret) {
5217                         res_counter_set_limit(&memcg->kmem, RES_COUNTER_MAX);
5218                         goto out;
5219                 }
5220                 static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5221                 /*
5222                  * setting the active bit after the inc will guarantee no one
5223                  * starts accounting before all call sites are patched
5224                  */
5225                 memcg_kmem_set_active(memcg);
5226         } else
5227                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
5228 out:
5229         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
5230         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5231 #endif
5232         return ret;
5233 }
5234
5235 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5236 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5237 {
5238         int ret = 0;
5239         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5240         if (!parent)
5241                 goto out;
5242
5243         memcg->kmem_account_flags = parent->kmem_account_flags;
5244         /*
5245          * When that happen, we need to disable the static branch only on those
5246          * memcgs that enabled it. To achieve this, we would be forced to
5247          * complicate the code by keeping track of which memcgs were the ones
5248          * that actually enabled limits, and which ones got it from its
5249          * parents.
5250          *
5251          * It is a lot simpler just to do static_key_slow_inc() on every child
5252          * that is accounted.
5253          */
5254         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5255                 goto out;
5256
5257         /*
5258          * __mem_cgroup_free() will issue static_key_slow_dec() because this
5259          * memcg is active already. If the later initialization fails then the
5260          * cgroup core triggers the cleanup so we do not have to do it here.
5261          */
5262         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5263
5264         mutex_lock(&set_limit_mutex);
5265         memcg_stop_kmem_account();
5266         ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
5267         memcg_resume_kmem_account();
5268         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
5269 out:
5270         return ret;
5271 }
5272 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
5273
5274 /*
5275  * The user of this function is...
5276  * RES_LIMIT.
5277  */
5278 static int mem_cgroup_write(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft,
5279                             const char *buffer)
5280 {
5281         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5282         enum res_type type;
5283         int name;
5284         unsigned long long val;
5285         int ret;
5286
5287         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5288         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5289
5290         switch (name) {
5291         case RES_LIMIT:
5292                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
5293                         ret = -EINVAL;
5294                         break;
5295                 }
5296                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
5297                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5298                 if (ret)
5299                         break;
5300                 if (type == _MEM)
5301                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
5302                 else if (type == _MEMSWAP)
5303                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
5304                 else if (type == _KMEM)
5305                         ret = memcg_update_kmem_limit(css, val);
5306                 else
5307                         return -EINVAL;
5308                 break;
5309         case RES_SOFT_LIMIT:
5310                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5311                 if (ret)
5312                         break;
5313                 /*
5314                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
5315                  * of semantics, for now, we support soft limits for
5316                  * control without swap
5317                  */
5318                 if (type == _MEM)
5319                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
5320                 else
5321                         ret = -EINVAL;
5322                 break;
5323         default:
5324                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
5325                 break;
5326         }
5327         return ret;
5328 }
5329
5330 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
5331                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
5332 {
5333         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
5334
5335         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5336         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5337         if (!memcg->use_hierarchy)
5338                 goto out;
5339
5340         while (css_parent(&memcg->css)) {
5341                 memcg = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5342                 if (!memcg->use_hierarchy)
5343                         break;
5344                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5345                 min_limit = min(min_limit, tmp);
5346                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5347                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
5348         }
5349 out:
5350         *mem_limit = min_limit;
5351         *memsw_limit = min_memsw_limit;
5352 }
5353
5354 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup_subsys_state *css, unsigned int event)
5355 {
5356         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5357         int name;
5358         enum res_type type;
5359
5360         type = MEMFILE_TYPE(event);
5361         name = MEMFILE_ATTR(event);
5362
5363         switch (name) {
5364         case RES_MAX_USAGE:
5365                 if (type == _MEM)
5366                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
5367                 else if (type == _MEMSWAP)
5368                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
5369                 else if (type == _KMEM)
5370                         res_counter_reset_max(&memcg->kmem);
5371                 else
5372                         return -EINVAL;
5373                 break;
5374         case RES_FAILCNT:
5375                 if (type == _MEM)
5376                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
5377                 else if (type == _MEMSWAP)
5378                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
5379                 else if (type == _KMEM)
5380                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->kmem);
5381                 else
5382                         return -EINVAL;
5383                 break;
5384         }
5385
5386         return 0;
5387 }
5388
5389 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5390                                         struct cftype *cft)
5391 {
5392         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
5393 }
5394
5395 #ifdef CONFIG_MMU
5396 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5397                                         struct cftype *cft, u64 val)
5398 {
5399         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5400
5401         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
5402                 return -EINVAL;
5403
5404         /*
5405          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
5406          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
5407          * on with stale data. This means that changes to this value will only
5408          * affect task migrations starting after the change.
5409          */
5410         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
5411         return 0;
5412 }
5413 #else
5414 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5415                                         struct cftype *cft, u64 val)
5416 {
5417         return -ENOSYS;
5418 }
5419 #endif
5420
5421 #ifdef CONFIG_NUMA
5422 static int memcg_numa_stat_show(struct cgroup_subsys_state *css,
5423                                 struct cftype *cft, struct seq_file *m)
5424 {
5425         int nid;
5426         unsigned long total_nr, file_nr, anon_nr, unevictable_nr;
5427         unsigned long node_nr;
5428         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5429
5430         total_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL);
5431         seq_printf(m, "total=%lu", total_nr);
5432         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5433                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL);
5434                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5435         }
5436         seq_putc(m, '\n');
5437
5438         file_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_FILE);
5439         seq_printf(m, "file=%lu", file_nr);
5440         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5441                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5442                                 LRU_ALL_FILE);
5443                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5444         }
5445         seq_putc(m, '\n');
5446
5447         anon_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_ANON);
5448         seq_printf(m, "anon=%lu", anon_nr);
5449         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5450                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5451                                 LRU_ALL_ANON);
5452                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5453         }
5454         seq_putc(m, '\n');
5455
5456         unevictable_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
5457         seq_printf(m, "unevictable=%lu", unevictable_nr);
5458         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5459                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5460                                 BIT(LRU_UNEVICTABLE));
5461                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5462         }
5463         seq_putc(m, '\n');
5464         return 0;
5465 }
5466 #endif /* CONFIG_NUMA */
5467
5468 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
5469 {
5470         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
5471 }
5472
5473 static int memcg_stat_show(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft,
5474                                  struct seq_file *m)
5475 {
5476         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5477         struct mem_cgroup *mi;
5478         unsigned int i;
5479
5480         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5481                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5482                         continue;
5483                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
5484                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
5485         }
5486
5487         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
5488                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
5489                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
5490
5491         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
5492                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
5493                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
5494
5495         /* Hierarchical information */
5496         {
5497                 unsigned long long limit, memsw_limit;
5498                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
5499                 seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n", limit);
5500                 if (do_swap_account)
5501                         seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
5502                                    memsw_limit);
5503         }
5504
5505         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5506                 long long val = 0;
5507
5508                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5509                         continue;
5510                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5511                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
5512                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
5513         }
5514
5515         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
5516                 unsigned long long val = 0;
5517
5518                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5519                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
5520                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
5521                            mem_cgroup_events_names[i], val);
5522         }
5523
5524         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
5525                 unsigned long long val = 0;
5526
5527                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5528                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
5529                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
5530         }
5531
5532 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5533         {
5534                 int nid, zid;
5535                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5536                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
5537                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
5538                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
5539
5540                 for_each_online_node(nid)
5541                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
5542                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
5543                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
5544
5545                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
5546                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
5547                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
5548                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
5549                         }
5550                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
5551                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
5552                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
5553                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
5554         }
5555 #endif
5556
5557         return 0;
5558 }
5559
5560 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5561                                       struct cftype *cft)
5562 {
5563         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5564
5565         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
5566 }
5567
5568 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5569                                        struct cftype *cft, u64 val)
5570 {
5571         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5572         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5573
5574         if (val > 100 || !parent)
5575                 return -EINVAL;
5576
5577         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5578
5579         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
5580         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5581                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5582                 return -EINVAL;
5583         }
5584
5585         memcg->swappiness = val;
5586
5587         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5588
5589         return 0;
5590 }
5591
5592 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5593 {
5594         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
5595         u64 usage;
5596         int i;
5597
5598         rcu_read_lock();
5599         if (!swap)
5600                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
5601         else
5602                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
5603
5604         if (!t)
5605                 goto unlock;
5606
5607         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
5608
5609         /*
5610          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
5611          * If it's not true, a threshold was crossed after last
5612          * call of __mem_cgroup_threshold().
5613          */
5614         i = t->current_threshold;
5615
5616         /*
5617          * Iterate backward over array of thresholds starting from
5618          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
5619          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
5620          * only one element of the array here.
5621          */
5622         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
5623                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5624
5625         /* i = current_threshold + 1 */
5626         i++;
5627
5628         /*
5629          * Iterate forward over array of thresholds starting from
5630          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
5631          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
5632          * only one element of the array here.
5633          */
5634         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
5635                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5636
5637         /* Update current_threshold */
5638         t->current_threshold = i - 1;
5639 unlock:
5640         rcu_read_unlock();
5641 }
5642
5643 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
5644 {
5645         while (memcg) {
5646                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
5647                 if (do_swap_account)
5648                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
5649
5650                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5651         }
5652 }
5653
5654 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
5655 {
5656         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
5657         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
5658
5659         if (_a->threshold > _b->threshold)
5660                 return 1;
5661
5662         if (_a->threshold < _b->threshold)
5663                 return -1;
5664
5665         return 0;
5666 }
5667
5668 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
5669 {
5670         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
5671
5672         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
5673                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
5674         return 0;
5675 }
5676
5677 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
5678 {
5679         struct mem_cgroup *iter;
5680
5681         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5682                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
5683 }
5684
5685 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5686         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
5687 {
5688         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5689         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5690         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5691         u64 threshold, usage;
5692         int i, size, ret;
5693
5694         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
5695         if (ret)
5696                 return ret;
5697
5698         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5699
5700         if (type == _MEM)
5701                 thresholds = &memcg->thresholds;
5702         else if (type == _MEMSWAP)
5703                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5704         else
5705                 BUG();
5706
5707         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5708
5709         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
5710         if (thresholds->primary)
5711                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5712
5713         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
5714
5715         /* Allocate memory for new array of thresholds */
5716         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5717                         GFP_KERNEL);
5718         if (!new) {
5719                 ret = -ENOMEM;
5720                 goto unlock;
5721         }
5722         new->size = size;
5723
5724         /* Copy thresholds (if any) to new array */
5725         if (thresholds->primary) {
5726                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
5727                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
5728         }
5729
5730         /* Add new threshold */
5731         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
5732         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
5733
5734         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
5735         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5736                         compare_thresholds, NULL);
5737
5738         /* Find current threshold */
5739         new->current_threshold = -1;
5740         for (i = 0; i < size; i++) {
5741                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
5742                         /*
5743                          * new->current_threshold will not be used until
5744                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5745                          * it here.
5746                          */
5747                         ++new->current_threshold;
5748                 } else
5749                         break;
5750         }
5751
5752         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
5753         kfree(thresholds->spare);
5754         thresholds->spare = thresholds->primary;
5755
5756         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5757
5758         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5759         synchronize_rcu();
5760
5761 unlock:
5762         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5763
5764         return ret;
5765 }
5766
5767 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5768         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5769 {
5770         return __mem_cgroup_usage_register_event(css, eventfd, args, _MEM);
5771 }
5772
5773 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5774         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5775 {
5776         return __mem_cgroup_usage_register_event(css, eventfd, args, _MEMSWAP);
5777 }
5778
5779 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5780         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
5781 {
5782         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5783         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5784         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5785         u64 usage;
5786         int i, j, size;
5787
5788         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5789         if (type == _MEM)
5790                 thresholds = &memcg->thresholds;
5791         else if (type == _MEMSWAP)
5792                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5793         else
5794                 BUG();
5795
5796         if (!thresholds->primary)
5797                 goto unlock;
5798
5799         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5800
5801         /* Check if a threshold crossed before removing */
5802         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5803
5804         /* Calculate new number of threshold */
5805         size = 0;
5806         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5807                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
5808                         size++;
5809         }
5810
5811         new = thresholds->spare;
5812
5813         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
5814         if (!size) {
5815                 kfree(new);
5816                 new = NULL;
5817                 goto swap_buffers;
5818         }
5819
5820         new->size = size;
5821
5822         /* Copy thresholds and find current threshold */
5823         new->current_threshold = -1;
5824         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5825                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
5826                         continue;
5827
5828                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
5829                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
5830                         /*
5831                          * new->current_threshold will not be used
5832                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5833                          * it here.
5834                          */
5835                         ++new->current_threshold;
5836                 }
5837                 j++;
5838         }
5839
5840 swap_buffers:
5841         /* Swap primary and spare array */
5842         thresholds->spare = thresholds->primary;
5843         /* If all events are unregistered, free the spare array */
5844         if (!new) {
5845                 kfree(thresholds->spare);
5846                 thresholds->spare = NULL;
5847         }
5848
5849         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5850
5851         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5852         synchronize_rcu();
5853 unlock:
5854         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5855 }
5856
5857 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5858         struct eventfd_ctx *eventfd)
5859 {
5860         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(css, eventfd, _MEM);
5861 }
5862
5863 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5864         struct eventfd_ctx *eventfd)
5865 {
5866         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(css, eventfd, _MEMSWAP);
5867 }
5868
5869 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5870         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5871 {
5872         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5873         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
5874
5875         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5876         if (!event)
5877                 return -ENOMEM;
5878
5879         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5880
5881         event->eventfd = eventfd;
5882         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
5883
5884         /* already in OOM ? */
5885         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5886                 eventfd_signal(eventfd, 1);
5887         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5888
5889         return 0;
5890 }
5891
5892 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5893         struct eventfd_ctx *eventfd)
5894 {
5895         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5896         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
5897
5898         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5899
5900         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
5901                 if (ev->eventfd == eventfd) {
5902                         list_del(&ev->list);
5903                         kfree(ev);
5904                 }
5905         }
5906
5907         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5908 }
5909
5910 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5911         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
5912 {
5913         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5914
5915         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", memcg->oom_kill_disable);
5916
5917         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5918                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
5919         else
5920                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
5921         return 0;
5922 }
5923
5924 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5925         struct cftype *cft, u64 val)
5926 {
5927         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5928         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5929
5930         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
5931         if (!parent || !((val == 0) || (val == 1)))
5932                 return -EINVAL;
5933
5934         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5935         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
5936         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5937                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5938                 return -EINVAL;
5939         }
5940         memcg->oom_kill_disable = val;
5941         if (!val)
5942                 memcg_oom_recover(memcg);
5943         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5944         return 0;
5945 }
5946
5947 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5948 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5949 {
5950         int ret;
5951
5952         memcg->kmemcg_id = -1;
5953         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
5954         if (ret)
5955                 return ret;
5956
5957         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
5958 }
5959
5960 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5961 {
5962         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
5963 }
5964
5965 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5966 {
5967         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5968                 return;
5969
5970         /*
5971          * kmem charges can outlive the cgroup. In the case of slab
5972          * pages, for instance, a page contain objects from various
5973          * processes. As we prevent from taking a reference for every
5974          * such allocation we have to be careful when doing uncharge
5975          * (see memcg_uncharge_kmem) and here during offlining.
5976          *
5977          * The idea is that that only the _last_ uncharge which sees
5978          * the dead memcg will drop the last reference. An additional
5979          * reference is taken here before the group is marked dead
5980          * which is then paired with css_put during uncharge resp. here.
5981          *
5982          * Although this might sound strange as this path is called from
5983          * css_offline() when the referencemight have dropped down to 0
5984          * and shouldn't be incremented anymore (css_tryget would fail)
5985          * we do not have other options because of the kmem allocations
5986          * lifetime.
5987          */
5988         css_get(&memcg->css);
5989
5990         memcg_kmem_mark_dead(memcg);
5991
5992         if (res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0)
5993                 return;
5994
5995         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
5996                 css_put(&memcg->css);
5997 }
5998 #else
5999 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
6000 {
6001         return 0;
6002 }
6003
6004 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
6005 {
6006 }
6007
6008 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
6009 {
6010 }
6011 #endif
6012
6013 /*
6014  * Unregister event and free resources.
6015  *
6016  * Gets called from workqueue.
6017  */
6018 static void cgroup_event_remove(struct work_struct *work)
6019 {
6020         struct cgroup_event *event = container_of(work, struct cgroup_event,
6021                         remove);
6022         struct cgroup_subsys_state *css = event->css;
6023
6024         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
6025
6026         event->unregister_event(css, event->eventfd);
6027
6028         /* Notify userspace the event is going away. */
6029         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
6030
6031         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
6032         kfree(event);
6033         css_put(css);
6034 }
6035
6036 /*
6037  * Gets called on POLLHUP on eventfd when user closes it.
6038  *
6039  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
6040  */
6041 static int cgroup_event_wake(wait_queue_t *wait, unsigned mode,
6042                 int sync, void *key)
6043 {
6044         struct cgroup_event *event = container_of(wait,
6045                         struct cgroup_event, wait);
6046         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(event->css);
6047         unsigned long flags = (unsigned long)key;
6048
6049         if (flags & POLLHUP) {
6050                 /*
6051                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
6052                  * can simply return knowing the other side will cleanup
6053                  * for us.
6054                  *
6055                  * We can't race against event freeing since the other
6056                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
6057                  * which we hold.
6058                  */
6059                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
6060                 if (!list_empty(&event->list)) {
6061                         list_del_init(&event->list);
6062                         /*
6063                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
6064                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
6065                          */
6066                         schedule_work(&event->remove);
6067                 }
6068                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
6069         }
6070
6071         return 0;
6072 }
6073
6074 static void cgroup_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
6075                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
6076 {
6077         struct cgroup_event *event = container_of(pt,
6078                         struct cgroup_event, pt);
6079
6080         event->wqh = wqh;
6081         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
6082 }
6083
6084 /*
6085  * Parse input and register new cgroup event handler.
6086  *
6087  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
6088  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
6089  */
6090 static int cgroup_write_event_control(struct cgroup_subsys_state *css,
6091                                       struct cftype *cft, const char *buffer)
6092 {
6093         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6094         struct cgroup_event *event;
6095         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
6096         unsigned int efd, cfd;
6097         struct fd efile;
6098         struct fd cfile;
6099         const char *name;
6100         char *endp;
6101         int ret;
6102
6103         efd = simple_strtoul(buffer, &endp, 10);
6104         if (*endp != ' ')
6105                 return -EINVAL;
6106         buffer = endp + 1;
6107
6108         cfd = simple_strtoul(buffer, &endp, 10);
6109         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
6110                 return -EINVAL;
6111         buffer = endp + 1;
6112
6113         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
6114         if (!event)
6115                 return -ENOMEM;
6116
6117         event->css = css;
6118         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
6119         init_poll_funcptr(&event->pt, cgroup_event_ptable_queue_proc);
6120         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, cgroup_event_wake);
6121         INIT_WORK(&event->remove, cgroup_event_remove);
6122
6123         efile = fdget(efd);
6124         if (!efile.file) {
6125                 ret = -EBADF;
6126                 goto out_kfree;
6127         }
6128
6129         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
6130         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
6131                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
6132                 goto out_put_efile;
6133         }
6134
6135         cfile = fdget(cfd);
6136         if (!cfile.file) {
6137                 ret = -EBADF;
6138                 goto out_put_eventfd;
6139         }
6140
6141         /* the process need read permission on control file */
6142         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
6143         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
6144         if (ret < 0)
6145                 goto out_put_cfile;
6146
6147         /*
6148          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
6149          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
6150          * about these events.  The following is crude but the whole thing
6151          * is for compatibility anyway.
6152          */
6153         name = cfile.file->f_dentry->d_name.name;
6154
6155         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
6156                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
6157                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
6158         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
6159                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
6160                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
6161         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
6162                 event->register_event = vmpressure_register_event;
6163                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
6164         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
6165                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
6166                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
6167         } else {
6168                 ret = -EINVAL;
6169                 goto out_put_cfile;
6170         }
6171
6172         /*
6173          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
6174          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
6175          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
6176          */
6177         rcu_read_lock();
6178
6179         ret = -EINVAL;
6180         cfile_css = css_from_dir(cfile.file->f_dentry->d_parent,
6181                                  &mem_cgroup_subsys);
6182         if (cfile_css == css && css_tryget(css))
6183                 ret = 0;
6184
6185         rcu_read_unlock();
6186         if (ret)
6187                 goto out_put_cfile;
6188
6189         ret = event->register_event(css, event->eventfd, buffer);
6190         if (ret)
6191                 goto out_put_css;
6192
6193         efile.file->f_op->poll(efile.file, &event->pt);
6194
6195         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
6196         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
6197         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
6198
6199         fdput(cfile);
6200         fdput(efile);
6201
6202         return 0;
6203
6204 out_put_css:
6205         css_put(css);
6206 out_put_cfile:
6207         fdput(cfile);
6208 out_put_eventfd:
6209         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
6210 out_put_efile:
6211         fdput(efile);
6212 out_kfree:
6213         kfree(event);
6214
6215         return ret;
6216 }
6217
6218 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
6219         {
6220                 .name = "usage_in_bytes",
6221                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
6222                 .read = mem_cgroup_read,
6223         },
6224         {
6225                 .name = "max_usage_in_bytes",
6226                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
6227                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6228                 .read = mem_cgroup_read,
6229         },
6230         {
6231                 .name = "limit_in_bytes",
6232                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
6233                 .write_string = mem_cgroup_write,
6234                 .read = mem_cgroup_read,
6235         },
6236         {
6237                 .name = "soft_limit_in_bytes",
6238                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
6239                 .write_string = mem_cgroup_write,
6240                 .read = mem_cgroup_read,
6241         },
6242         {
6243                 .name = "failcnt",
6244                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
6245                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6246                 .read = mem_cgroup_read,
6247         },
6248         {
6249                 .name = "stat",
6250                 .read_seq_string = memcg_stat_show,
6251         },
6252         {
6253                 .name = "force_empty",
6254                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
6255         },
6256         {
6257                 .name = "use_hierarchy",
6258                 .flags = CFTYPE_INSANE,
6259                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
6260                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
6261         },
6262         {
6263                 .name = "cgroup.event_control",
6264                 .write_string = cgroup_write_event_control,
6265                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX,
6266                 .mode = S_IWUGO,
6267         },
6268         {
6269                 .name = "swappiness",
6270                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
6271                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
6272         },
6273         {
6274                 .name = "move_charge_at_immigrate",
6275                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
6276                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
6277         },
6278         {
6279                 .name = "oom_control",
6280                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
6281                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
6282                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
6283         },
6284         {
6285                 .name = "pressure_level",
6286         },
6287 #ifdef CONFIG_NUMA
6288         {
6289                 .name = "numa_stat",
6290                 .read_seq_string = memcg_numa_stat_show,
6291         },
6292 #endif
6293 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
6294         {
6295                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
6296                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
6297                 .write_string = mem_cgroup_write,
6298                 .read = mem_cgroup_read,
6299         },
6300         {
6301                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
6302                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
6303                 .read = mem_cgroup_read,
6304         },
6305         {
6306                 .name = "kmem.failcnt",
6307                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
6308                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6309                 .read = mem_cgroup_read,
6310         },
6311         {
6312                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
6313                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
6314                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6315                 .read = mem_cgroup_read,
6316         },
6317 #ifdef CONFIG_SLABINFO
6318         {
6319                 .name = "kmem.slabinfo",
6320                 .read_seq_string = mem_cgroup_slabinfo_read,
6321         },
6322 #endif
6323 #endif
6324         { },    /* terminate */
6325 };
6326
6327 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6328 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
6329         {
6330                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
6331                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
6332                 .read = mem_cgroup_read,
6333         },
6334         {
6335                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
6336                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
6337                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6338                 .read = mem_cgroup_read,
6339         },
6340         {
6341                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
6342                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
6343                 .write_string = mem_cgroup_write,
6344                 .read = mem_cgroup_read,
6345         },
6346         {
6347                 .name = "memsw.failcnt",
6348                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
6349                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6350                 .read = mem_cgroup_read,
6351         },
6352         { },    /* terminate */
6353 };
6354 #endif
6355 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6356 {
6357         struct mem_cgroup_per_node *pn;
6358         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
6359         int zone, tmp = node;
6360         /*
6361          * This routine is called against possible nodes.
6362          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
6363          *
6364          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
6365          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
6366          *       function.
6367          */
6368         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6369                 tmp = -1;
6370         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
6371         if (!pn)
6372                 return 1;
6373
6374         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6375                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
6376                 lruvec_init(&mz->lruvec);
6377                 mz->usage_in_excess = 0;
6378                 mz->on_tree = false;
6379                 mz->memcg = memcg;
6380         }
6381         memcg->nodeinfo[node] = pn;
6382         return 0;
6383 }
6384
6385 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6386 {
6387         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
6388 }
6389
6390 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
6391 {
6392         struct mem_cgroup *memcg;
6393         size_t size = memcg_size();
6394
6395         /* Can be very big if nr_node_ids is very big */
6396         if (size < PAGE_SIZE)
6397                 memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
6398         else
6399                 memcg = vzalloc(size);
6400
6401         if (!memcg)
6402                 return NULL;
6403
6404         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
6405         if (!memcg->stat)
6406                 goto out_free;
6407         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
6408         return memcg;
6409
6410 out_free:
6411         if (size < PAGE_SIZE)
6412                 kfree(memcg);
6413         else
6414                 vfree(memcg);
6415         return NULL;
6416 }
6417
6418 /*
6419  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
6420  * (scanning all at force_empty is too costly...)
6421  *
6422  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
6423  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
6424  * it goes down to 0.
6425  *
6426  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
6427  */
6428
6429 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
6430 {
6431         int node;
6432         size_t size = memcg_size();
6433
6434         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
6435         free_css_id(&mem_cgroup_subsys, &memcg->css);
6436
6437         for_each_node(node)
6438                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
6439
6440         free_percpu(memcg->stat);
6441
6442         /*
6443          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
6444          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
6445          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
6446          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
6447          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
6448          *
6449          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
6450          * to move this code around, and make sure it is outside
6451          * the cgroup_lock.
6452          */
6453         disarm_static_keys(memcg);
6454         if (size < PAGE_SIZE)
6455                 kfree(memcg);
6456         else
6457                 vfree(memcg);
6458 }
6459
6460 /*
6461  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
6462  */
6463 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
6464 {
6465         if (!memcg->res.parent)
6466                 return NULL;
6467         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
6468 }
6469 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
6470
6471 static void __init mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
6472 {
6473         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
6474         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
6475         int tmp, node, zone;
6476
6477         for_each_node(node) {
6478                 tmp = node;
6479                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6480                         tmp = -1;
6481                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
6482                 BUG_ON(!rtpn);
6483
6484                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
6485
6486                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6487                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
6488                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
6489                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
6490                 }
6491         }
6492 }
6493
6494 static struct cgroup_subsys_state * __ref
6495 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
6496 {
6497         struct mem_cgroup *memcg;
6498         long error = -ENOMEM;
6499         int node;
6500
6501         memcg = mem_cgroup_alloc();
6502         if (!memcg)
6503                 return ERR_PTR(error);
6504
6505         for_each_node(node)
6506                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
6507                         goto free_out;
6508
6509         /* root ? */
6510         if (parent_css == NULL) {
6511                 root_mem_cgroup = memcg;
6512                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6513                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6514                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6515         }
6516
6517         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
6518         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
6519         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
6520         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
6521         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
6522         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
6523         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
6524         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
6525
6526         return &memcg->css;
6527
6528 free_out:
6529         __mem_cgroup_free(memcg);
6530         return ERR_PTR(error);
6531 }
6532
6533 static int
6534 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
6535 {
6536         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6537         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(css));
6538         int error = 0;
6539
6540         if (!parent)
6541                 return 0;
6542
6543         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
6544
6545         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
6546         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
6547         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
6548
6549         if (parent->use_hierarchy) {
6550                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
6551                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
6552                 res_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
6553
6554                 /*
6555                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
6556                  * core guarantees its existence.
6557                  */
6558         } else {
6559                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6560                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6561                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6562                 /*
6563                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
6564                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
6565                  * unfortunate state in our controller.
6566                  */
6567                 if (parent != root_mem_cgroup)
6568                         mem_cgroup_subsys.broken_hierarchy = true;
6569         }
6570
6571         error = memcg_init_kmem(memcg, &mem_cgroup_subsys);
6572         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
6573         return error;
6574 }
6575
6576 /*
6577  * Announce all parents that a group from their hierarchy is gone.
6578  */
6579 static void mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *memcg)
6580 {
6581         struct mem_cgroup *parent = memcg;
6582
6583         while ((parent = parent_mem_cgroup(parent)))
6584                 mem_cgroup_iter_invalidate(parent);
6585
6586         /*
6587          * if the root memcg is not hierarchical we have to check it
6588          * explicitely.
6589          */
6590         if (!root_mem_cgroup->use_hierarchy)
6591                 mem_cgroup_iter_invalidate(root_mem_cgroup);
6592 }
6593
6594 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
6595 {
6596         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6597         struct cgroup_event *event, *tmp;
6598
6599         /*
6600          * Unregister events and notify userspace.
6601          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
6602          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
6603          */
6604         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
6605         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
6606                 list_del_init(&event->list);
6607                 schedule_work(&event->remove);
6608         }
6609         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
6610
6611         kmem_cgroup_css_offline(memcg);
6612
6613         mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(memcg);
6614         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
6615         mem_cgroup_destroy_all_caches(memcg);
6616         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
6617 }
6618
6619 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
6620 {
6621         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6622
6623         memcg_destroy_kmem(memcg);
6624         __mem_cgroup_free(memcg);
6625 }
6626
6627 #ifdef CONFIG_MMU
6628 /* Handlers for move charge at task migration. */
6629 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
6630 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
6631 {
6632         int ret = 0;
6633         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6634         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
6635
6636         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6637                 mc.precharge += count;
6638                 /* we don't need css_get for root */
6639                 return ret;
6640         }
6641         /* try to charge at once */
6642         if (count > 1) {
6643                 struct res_counter *dummy;
6644                 /*
6645                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
6646                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
6647                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
6648                  * css_get().
6649                  */
6650                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
6651                         goto one_by_one;
6652                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
6653                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
6654                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
6655                         goto one_by_one;
6656                 }
6657                 mc.precharge += count;
6658                 return ret;
6659         }
6660 one_by_one:
6661         /* fall back to one by one charge */
6662         while (count--) {
6663                 if (signal_pending(current)) {
6664                         ret = -EINTR;
6665                         break;
6666                 }
6667                 if (!batch_count--) {
6668                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6669                         cond_resched();
6670                 }
6671                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
6672                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
6673                 if (ret)
6674                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
6675                         return ret;
6676                 mc.precharge++;
6677         }
6678         return ret;
6679 }
6680
6681 /**
6682  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
6683  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
6684  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
6685  * @ptent: the pte to be checked
6686  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
6687  *
6688  * Returns
6689  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
6690  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
6691  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
6692  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
6693  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
6694  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
6695  *     in target->ent.
6696  *
6697  * Called with pte lock held.
6698  */
6699 union mc_target {
6700         struct page     *page;
6701         swp_entry_t     ent;
6702 };
6703
6704 enum mc_target_type {
6705         MC_TARGET_NONE = 0,
6706         MC_TARGET_PAGE,
6707         MC_TARGET_SWAP,
6708 };
6709
6710 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
6711                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
6712 {
6713         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
6714
6715         if (!page || !page_mapped(page))
6716                 return NULL;
6717         if (PageAnon(page)) {
6718                 /* we don't move shared anon */
6719                 if (!move_anon())
6720                         return NULL;
6721         } else if (!move_file())
6722                 /* we ignore mapcount for file pages */
6723                 return NULL;
6724         if (!get_page_unless_zero(page))
6725                 return NULL;
6726
6727         return page;
6728 }
6729
6730 #ifdef CONFIG_SWAP
6731 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6732                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6733 {
6734         struct page *page = NULL;
6735         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
6736
6737         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
6738                 return NULL;
6739         /*
6740          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
6741          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
6742          */
6743         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
6744         if (do_swap_account)
6745                 entry->val = ent.val;
6746
6747         return page;
6748 }
6749 #else
6750 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6751                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6752 {
6753         return NULL;
6754 }
6755 #endif
6756
6757 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
6758                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6759 {
6760         struct page *page = NULL;
6761         struct address_space *mapping;
6762         pgoff_t pgoff;
6763
6764         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
6765                 return NULL;
6766         if (!move_file())
6767                 return NULL;
6768
6769         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
6770         if (pte_none(ptent))
6771                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
6772         else /* pte_file(ptent) is true */
6773                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
6774
6775         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
6776         page = find_get_page(mapping, pgoff);
6777
6778 #ifdef CONFIG_SWAP
6779         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
6780         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
6781                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
6782                 if (do_swap_account)
6783                         *entry = swap;
6784                 page = find_get_page(swap_address_space(swap), swap.val);
6785         }
6786 #endif
6787         return page;
6788 }
6789
6790 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
6791                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
6792 {
6793         struct page *page = NULL;
6794         struct page_cgroup *pc;
6795         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6796         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
6797
6798         if (pte_present(ptent))
6799                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
6800         else if (is_swap_pte(ptent))
6801                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6802         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
6803                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6804
6805         if (!page && !ent.val)
6806                 return ret;
6807         if (page) {
6808                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6809                 /*
6810                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
6811                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
6812                  * the lock.
6813                  */
6814                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6815                         ret = MC_TARGET_PAGE;
6816                         if (target)
6817                                 target->page = page;
6818                 }
6819                 if (!ret || !target)
6820                         put_page(page);
6821         }
6822         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
6823         if (ent.val && !ret &&
6824                         css_id(&mc.from->css) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
6825                 ret = MC_TARGET_SWAP;
6826                 if (target)
6827                         target->ent = ent;
6828         }
6829         return ret;
6830 }
6831
6832 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
6833 /*
6834  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
6835  * support them for now.
6836  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
6837  */
6838 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6839                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6840 {
6841         struct page *page = NULL;
6842         struct page_cgroup *pc;
6843         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6844
6845         page = pmd_page(pmd);
6846         VM_BUG_ON(!page || !PageHead(page));
6847         if (!move_anon())
6848                 return ret;
6849         pc = lookup_page_cgroup(page);
6850         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6851                 ret = MC_TARGET_PAGE;
6852                 if (target) {
6853                         get_page(page);
6854                         target->page = page;
6855                 }
6856         }
6857         return ret;
6858 }
6859 #else
6860 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6861                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6862 {
6863         return MC_TARGET_NONE;
6864 }
6865 #endif
6866
6867 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
6868                                         unsigned long addr, unsigned long end,
6869                                         struct mm_walk *walk)
6870 {
6871         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6872         pte_t *pte;
6873         spinlock_t *ptl;
6874
6875         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
6876                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
6877                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
6878                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6879                 return 0;
6880         }
6881
6882         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6883                 return 0;
6884         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6885         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
6886                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
6887                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
6888         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6889         cond_resched();
6890
6891         return 0;
6892 }
6893
6894 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
6895 {
6896         unsigned long precharge;
6897         struct vm_area_struct *vma;
6898
6899         down_read(&mm->mmap_sem);
6900         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6901                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
6902                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
6903                         .mm = mm,
6904                         .private = vma,
6905                 };
6906                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6907                         continue;
6908                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6909                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
6910         }
6911         up_read(&mm->mmap_sem);
6912
6913         precharge = mc.precharge;
6914         mc.precharge = 0;
6915
6916         return precharge;
6917 }
6918
6919 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
6920 {
6921         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
6922
6923         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
6924         mc.moving_task = current;
6925         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
6926 }
6927
6928 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
6929 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
6930 {
6931         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6932         struct mem_cgroup *to = mc.to;
6933         int i;
6934
6935         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
6936         if (mc.precharge) {
6937                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
6938                 mc.precharge = 0;
6939         }
6940         /*
6941          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
6942          * we must uncharge here.
6943          */
6944         if (mc.moved_charge) {
6945                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
6946                 mc.moved_charge = 0;
6947         }
6948         /* we must fixup refcnts and charges */
6949         if (mc.moved_swap) {
6950                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
6951                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
6952                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
6953                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6954
6955                 for (i = 0; i < mc.moved_swap; i++)
6956                         css_put(&mc.from->css);
6957
6958                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
6959                         /*
6960                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
6961                          * uncharge to->res.
6962                          */
6963                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
6964                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6965                 }
6966                 /* we've already done css_get(mc.to) */
6967                 mc.moved_swap = 0;
6968         }
6969         memcg_oom_recover(from);
6970         memcg_oom_recover(to);
6971         wake_up_all(&mc.waitq);
6972 }
6973
6974 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
6975 {
6976         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6977
6978         /*
6979          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
6980          * task migration.
6981          */
6982         mc.moving_task = NULL;
6983         __mem_cgroup_clear_mc();
6984         spin_lock(&mc.lock);
6985         mc.from = NULL;
6986         mc.to = NULL;
6987         spin_unlock(&mc.lock);
6988         mem_cgroup_end_move(from);
6989 }
6990
6991 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6992                                  struct cgroup_taskset *tset)
6993 {
6994         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6995         int ret = 0;
6996         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6997         unsigned long move_charge_at_immigrate;
6998
6999         /*
7000          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
7001          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
7002          * So we need to save it, and keep it going.
7003          */
7004         move_charge_at_immigrate  = memcg->move_charge_at_immigrate;
7005         if (move_charge_at_immigrate) {
7006                 struct mm_struct *mm;
7007                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
7008
7009                 VM_BUG_ON(from == memcg);
7010
7011                 mm = get_task_mm(p);
7012                 if (!mm)
7013                         return 0;
7014                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
7015                 if (mm->owner == p) {
7016                         VM_BUG_ON(mc.from);
7017                         VM_BUG_ON(mc.to);
7018                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
7019                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
7020                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
7021                         mem_cgroup_start_move(from);
7022                         spin_lock(&mc.lock);
7023                         mc.from = from;
7024                         mc.to = memcg;
7025                         mc.immigrate_flags = move_charge_at_immigrate;
7026                         spin_unlock(&mc.lock);
7027                         /* We set mc.moving_task later */
7028
7029                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
7030                         if (ret)
7031                                 mem_cgroup_clear_mc();
7032                 }
7033                 mmput(mm);
7034         }
7035         return ret;
7036 }
7037
7038 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
7039                                      struct cgroup_taskset *tset)
7040 {
7041         mem_cgroup_clear_mc();
7042 }
7043
7044 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
7045                                 unsigned long addr, unsigned long end,
7046                                 struct mm_walk *walk)
7047 {
7048         int ret = 0;
7049         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
7050         pte_t *pte;
7051         spinlock_t *ptl;
7052         enum mc_target_type target_type;
7053         union mc_target target;
7054         struct page *page;
7055         struct page_cgroup *pc;
7056
7057         /*
7058          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
7059          * happens because:
7060          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
7061          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
7062          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
7063          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
7064          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
7065          *    part of thp split is not executed yet.
7066          */
7067         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
7068                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
7069                         spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
7070                         return 0;
7071                 }
7072                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
7073                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
7074                         page = target.page;
7075                         if (!isolate_lru_page(page)) {
7076                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
7077                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
7078                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
7079                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
7080                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
7081                                 }
7082                                 putback_lru_page(page);
7083                         }
7084                         put_page(page);
7085                 }
7086                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
7087                 return 0;
7088         }
7089
7090         if (pmd_trans_unstable(pmd))
7091                 return 0;
7092 retry:
7093         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
7094         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
7095                 pte_t ptent = *(pte++);
7096                 swp_entry_t ent;
7097
7098                 if (!mc.precharge)
7099                         break;
7100
7101                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
7102                 case MC_TARGET_PAGE:
7103                         page = target.page;
7104                         if (isolate_lru_page(page))
7105                                 goto put;
7106                         pc = lookup_page_cgroup(page);
7107                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
7108                                                      mc.from, mc.to)) {
7109                                 mc.precharge--;
7110                                 /* we uncharge from mc.from later. */
7111                                 mc.moved_charge++;
7112                         }
7113                         putback_lru_page(page);
7114 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
7115                         put_page(page);
7116                         break;
7117                 case MC_TARGET_SWAP:
7118                         ent = target.ent;
7119                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
7120                                 mc.precharge--;
7121                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
7122                                 mc.moved_swap++;
7123                         }
7124                         break;
7125                 default:
7126                         break;
7127                 }
7128         }
7129         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
7130         cond_resched();
7131
7132         if (addr != end) {
7133                 /*
7134                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
7135                  * We try charge one by one, but don't do any additional
7136                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
7137                  * phase.
7138                  */
7139                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
7140                 if (!ret)
7141                         goto retry;
7142         }
7143
7144         return ret;
7145 }
7146
7147 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
7148 {
7149         struct vm_area_struct *vma;
7150
7151         lru_add_drain_all();
7152 retry:
7153         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
7154                 /*
7155                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
7156                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
7157                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
7158                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
7159                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
7160                  */
7161                 __mem_cgroup_clear_mc();
7162                 cond_resched();
7163                 goto retry;
7164         }
7165         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
7166                 int ret;
7167                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
7168                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
7169                         .mm = mm,
7170                         .private = vma,
7171                 };
7172                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
7173                         continue;
7174                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
7175                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
7176                 if (ret)
7177                         /*
7178                          * means we have consumed all precharges and failed in
7179                          * doing additional charge. Just abandon here.
7180                          */
7181                         break;
7182         }
7183         up_read(&mm->mmap_sem);
7184 }
7185
7186 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
7187                                  struct cgroup_taskset *tset)
7188 {
7189         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
7190         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
7191
7192         if (mm) {
7193                 if (mc.to)
7194                         mem_cgroup_move_charge(mm);
7195                 mmput(mm);
7196         }
7197         if (mc.to)
7198                 mem_cgroup_clear_mc();
7199 }
7200 #else   /* !CONFIG_MMU */
7201 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
7202                                  struct cgroup_taskset *tset)
7203 {
7204         return 0;
7205 }
7206 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
7207                                      struct cgroup_taskset *tset)
7208 {
7209 }
7210 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
7211                                  struct cgroup_taskset *tset)
7212 {
7213 }
7214 #endif
7215
7216 /*
7217  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
7218  * to verify sane_behavior flag on each mount attempt.
7219  */
7220 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
7221 {
7222         /*
7223          * use_hierarchy is forced with sane_behavior.  cgroup core
7224          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
7225          * on for the root memcg is enough.
7226          */
7227         if (cgroup_sane_behavior(root_css->cgroup))
7228                 mem_cgroup_from_css(root_css)->use_hierarchy = true;
7229 }
7230
7231 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
7232         .name = "memory",
7233         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
7234         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
7235         .css_online = mem_cgroup_css_online,
7236         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
7237         .css_free = mem_cgroup_css_free,
7238         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
7239         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
7240         .attach = mem_cgroup_move_task,
7241         .bind = mem_cgroup_bind,
7242         .base_cftypes = mem_cgroup_files,
7243         .early_init = 0,
7244         .use_id = 1,
7245 };
7246
7247 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
7248 static int __init enable_swap_account(char *s)
7249 {
7250         if (!strcmp(s, "1"))
7251                 really_do_swap_account = 1;
7252         else if (!strcmp(s, "0"))
7253                 really_do_swap_account = 0;
7254         return 1;
7255 }
7256 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
7257
7258 static void __init memsw_file_init(void)
7259 {
7260         WARN_ON(cgroup_add_cftypes(&mem_cgroup_subsys, memsw_cgroup_files));
7261 }
7262
7263 static void __init enable_swap_cgroup(void)
7264 {
7265         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
7266                 do_swap_account = 1;
7267                 memsw_file_init();
7268         }
7269 }
7270
7271 #else
7272 static void __init enable_swap_cgroup(void)
7273 {
7274 }
7275 #endif
7276
7277 /*
7278  * subsys_initcall() for memory controller.
7279  *
7280  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
7281  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
7282  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
7283  * be initialized from here.
7284  */
7285 static int __init mem_cgroup_init(void)
7286 {
7287         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
7288         enable_swap_cgroup();
7289         mem_cgroup_soft_limit_tree_init();
7290         memcg_stock_init();
7291         return 0;
7292 }
7293 subsys_initcall(mem_cgroup_init);