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