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