87a448dd9c104f4833d040a51689d8346591d4ce
[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_NUMAINFO,
142         MEM_CGROUP_NTARGETS,
143 };
144 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
145 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
146 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
147
148 struct mem_cgroup_stat_cpu {
149         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
150         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
151         unsigned long nr_page_events;
152         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
153 };
154
155 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
156         /*
157          * last scanned hierarchy member. Valid only if last_dead_count
158          * matches memcg->dead_count of the hierarchy root group.
159          */
160         struct mem_cgroup *last_visited;
161         unsigned long last_dead_count;
162
163         /* scan generation, increased every round-trip */
164         unsigned int generation;
165 };
166
167 /*
168  * per-zone information in memory controller.
169  */
170 struct mem_cgroup_per_zone {
171         struct lruvec           lruvec;
172         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
173
174         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
175
176         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
177                                                 /* use container_of        */
178 };
179
180 struct mem_cgroup_per_node {
181         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
182 };
183
184 struct mem_cgroup_threshold {
185         struct eventfd_ctx *eventfd;
186         u64 threshold;
187 };
188
189 /* For threshold */
190 struct mem_cgroup_threshold_ary {
191         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
192         int current_threshold;
193         /* Size of entries[] */
194         unsigned int size;
195         /* Array of thresholds */
196         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
197 };
198
199 struct mem_cgroup_thresholds {
200         /* Primary thresholds array */
201         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
202         /*
203          * Spare threshold array.
204          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
205          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
206          */
207         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
208 };
209
210 /* for OOM */
211 struct mem_cgroup_eventfd_list {
212         struct list_head list;
213         struct eventfd_ctx *eventfd;
214 };
215
216 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
217 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
218
219 /*
220  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
221  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
222  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
223  * to help the administrator determine what knobs to tune.
224  *
225  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
226  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
227  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
228  * a feature that will be implemented much later in the future.
229  */
230 struct mem_cgroup {
231         struct cgroup_subsys_state css;
232         /*
233          * the counter to account for memory usage
234          */
235         struct res_counter res;
236
237         /* vmpressure notifications */
238         struct vmpressure vmpressure;
239
240         /*
241          * the counter to account for mem+swap usage.
242          */
243         struct res_counter memsw;
244
245         /*
246          * the counter to account for kernel memory usage.
247          */
248         struct res_counter kmem;
249         /*
250          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
251          */
252         bool use_hierarchy;
253         unsigned long kmem_account_flags; /* See KMEM_ACCOUNTED_*, below */
254
255         bool            oom_lock;
256         atomic_t        under_oom;
257
258         int     swappiness;
259         /* OOM-Killer disable */
260         int             oom_kill_disable;
261
262         /* set when res.limit == memsw.limit */
263         bool            memsw_is_minimum;
264
265         /* protect arrays of thresholds */
266         struct mutex thresholds_lock;
267
268         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
269         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
270
271         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
272         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
273
274         /* For oom notifier event fd */
275         struct list_head oom_notify;
276
277         /*
278          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
279          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
280          */
281         unsigned long   move_charge_at_immigrate;
282         /*
283          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
284          */
285         atomic_t        moving_account;
286         /* taken only while moving_account > 0 */
287         spinlock_t      move_lock;
288         /*
289          * percpu counter.
290          */
291         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
292         /*
293          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
294          * See mem_cgroup_read_stat().
295          */
296         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
297         spinlock_t pcp_counter_lock;
298
299         atomic_t        dead_count;
300 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
301         struct tcp_memcontrol tcp_mem;
302 #endif
303 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
304         /* analogous to slab_common's slab_caches list. per-memcg */
305         struct list_head memcg_slab_caches;
306         /* Not a spinlock, we can take a lot of time walking the list */
307         struct mutex slab_caches_mutex;
308         /* Index in the kmem_cache->memcg_params->memcg_caches array */
309         int kmemcg_id;
310 #endif
311
312         int last_scanned_node;
313 #if MAX_NUMNODES > 1
314         nodemask_t      scan_nodes;
315         atomic_t        numainfo_events;
316         atomic_t        numainfo_updating;
317 #endif
318
319         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[0];
320         /* WARNING: nodeinfo must be the last member here */
321 };
322
323 static size_t memcg_size(void)
324 {
325         return sizeof(struct mem_cgroup) +
326                 nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node);
327 }
328
329 /* internal only representation about the status of kmem accounting. */
330 enum {
331         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE = 0, /* accounted by this cgroup itself */
332         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, /* static key enabled. */
333         KMEM_ACCOUNTED_DEAD, /* dead memcg with pending kmem charges */
334 };
335
336 /* We account when limit is on, but only after call sites are patched */
337 #define KMEM_ACCOUNTED_MASK \
338                 ((1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE) | (1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED))
339
340 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
341 static inline void memcg_kmem_set_active(struct mem_cgroup *memcg)
342 {
343         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
344 }
345
346 static bool memcg_kmem_is_active(struct mem_cgroup *memcg)
347 {
348         return test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
349 }
350
351 static void memcg_kmem_set_activated(struct mem_cgroup *memcg)
352 {
353         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
354 }
355
356 static void memcg_kmem_clear_activated(struct mem_cgroup *memcg)
357 {
358         clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
359 }
360
361 static void memcg_kmem_mark_dead(struct mem_cgroup *memcg)
362 {
363         /*
364          * Our caller must use css_get() first, because memcg_uncharge_kmem()
365          * will call css_put() if it sees the memcg is dead.
366          */
367         smp_wmb();
368         if (test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags))
369                 set_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD, &memcg->kmem_account_flags);
370 }
371
372 static bool memcg_kmem_test_and_clear_dead(struct mem_cgroup *memcg)
373 {
374         return test_and_clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD,
375                                   &memcg->kmem_account_flags);
376 }
377 #endif
378
379 /* Stuffs for move charges at task migration. */
380 /*
381  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" and
382  * "immigrate_flags" are treated as a left-shifted bitmap of these types.
383  */
384 enum move_type {
385         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
386         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
387         NR_MOVE_TYPE,
388 };
389
390 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
391 static struct move_charge_struct {
392         spinlock_t        lock; /* for from, to */
393         struct mem_cgroup *from;
394         struct mem_cgroup *to;
395         unsigned long immigrate_flags;
396         unsigned long precharge;
397         unsigned long moved_charge;
398         unsigned long moved_swap;
399         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
400         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
401 } mc = {
402         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
403         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
404 };
405
406 static bool move_anon(void)
407 {
408         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON, &mc.immigrate_flags);
409 }
410
411 static bool move_file(void)
412 {
413         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE, &mc.immigrate_flags);
414 }
415
416 /*
417  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
418  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
419  */
420 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
421
422 enum charge_type {
423         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
424         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
425         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
426         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
427         NR_CHARGE_TYPE,
428 };
429
430 /* for encoding cft->private value on file */
431 enum res_type {
432         _MEM,
433         _MEMSWAP,
434         _OOM_TYPE,
435         _KMEM,
436 };
437
438 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
439 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
440 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
441 /* Used for OOM nofiier */
442 #define OOM_CONTROL             (0)
443
444 /*
445  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
446  */
447 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
448 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
449 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
450 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
451
452 /*
453  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
454  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
455  * appearing has to hold it as well.
456  */
457 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
458
459 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
460 {
461         return s ? container_of(s, struct mem_cgroup, css) : NULL;
462 }
463
464 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
465 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
466 {
467         if (!memcg)
468                 memcg = root_mem_cgroup;
469         return &memcg->vmpressure;
470 }
471
472 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
473 {
474         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
475 }
476
477 struct vmpressure *css_to_vmpressure(struct cgroup_subsys_state *css)
478 {
479         return &mem_cgroup_from_css(css)->vmpressure;
480 }
481
482 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
483 {
484         return (memcg == root_mem_cgroup);
485 }
486
487 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
488 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
489
490 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
491 {
492         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
493                 struct mem_cgroup *memcg;
494                 struct cg_proto *cg_proto;
495
496                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
497
498                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
499                  * filled. It won't however, necessarily happen from
500                  * process context. So the test for root memcg given
501                  * the current task's memcg won't help us in this case.
502                  *
503                  * Respecting the original socket's memcg is a better
504                  * decision in this case.
505                  */
506                 if (sk->sk_cgrp) {
507                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
508                         css_get(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
509                         return;
510                 }
511
512                 rcu_read_lock();
513                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
514                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
515                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
516                     memcg_proto_active(cg_proto) && css_tryget(&memcg->css)) {
517                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
518                 }
519                 rcu_read_unlock();
520         }
521 }
522 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
523
524 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
525 {
526         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
527                 struct mem_cgroup *memcg;
528                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
529                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
530                 css_put(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
531         }
532 }
533
534 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
535 {
536         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
537                 return NULL;
538
539         return &memcg->tcp_mem.cg_proto;
540 }
541 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
542
543 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
544 {
545         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem.cg_proto))
546                 return;
547         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
548 }
549 #else
550 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
551 {
552 }
553 #endif
554
555 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
556 /*
557  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params->memcg_caches.
558  * There are two main reasons for not using the css_id for this:
559  *  1) this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
560  *     but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
561  *     memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
562  *     200 entry array for that.
563  *
564  *  2) In order not to violate the cgroup API, we would like to do all memory
565  *     allocation in ->create(). At that point, we haven't yet allocated the
566  *     css_id. Having a separate index prevents us from messing with the cgroup
567  *     core for this
568  *
569  * The current size of the caches array is stored in
570  * memcg_limited_groups_array_size.  It will double each time we have to
571  * increase it.
572  */
573 static DEFINE_IDA(kmem_limited_groups);
574 int memcg_limited_groups_array_size;
575
576 /*
577  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
578  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
579  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
580  * tunable, but that is strictly not necessary.
581  *
582  * MAX_SIZE should be as large as the number of css_ids. Ideally, we could get
583  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
584  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
585  * css_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
586  * increase ours as well if it increases.
587  */
588 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
589 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE 65535
590
591 /*
592  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
593  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
594  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
595  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
596  */
597 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
598 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
599
600 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
601 {
602         if (memcg_kmem_is_active(memcg)) {
603                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
604                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg->kmemcg_id);
605         }
606         /*
607          * This check can't live in kmem destruction function,
608          * since the charges will outlive the cgroup
609          */
610         WARN_ON(res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0);
611 }
612 #else
613 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
614 {
615 }
616 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
617
618 static void disarm_static_keys(struct mem_cgroup *memcg)
619 {
620         disarm_sock_keys(memcg);
621         disarm_kmem_keys(memcg);
622 }
623
624 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
625
626 static struct mem_cgroup_per_zone *
627 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
628 {
629         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
630         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
631 }
632
633 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
634 {
635         return &memcg->css;
636 }
637
638 static struct mem_cgroup_per_zone *
639 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
640 {
641         int nid = page_to_nid(page);
642         int zid = page_zonenum(page);
643
644         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
645 }
646
647 /*
648  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
649  *
650  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
651  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
652  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
653  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
654  *
655  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
656  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
657  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
658  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
659  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
660  *
661  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
662  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
663  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
664  * implemented.
665  */
666 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
667                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
668 {
669         long val = 0;
670         int cpu;
671
672         get_online_cpus();
673         for_each_online_cpu(cpu)
674                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
675 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
676         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
677         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
678         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
679 #endif
680         put_online_cpus();
681         return val;
682 }
683
684 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
685                                          bool charge)
686 {
687         int val = (charge) ? 1 : -1;
688         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
689 }
690
691 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
692                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
693 {
694         unsigned long val = 0;
695         int cpu;
696
697         for_each_online_cpu(cpu)
698                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
699 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
700         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
701         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
702         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
703 #endif
704         return val;
705 }
706
707 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
708                                          struct page *page,
709                                          bool anon, int nr_pages)
710 {
711         preempt_disable();
712
713         /*
714          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
715          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
716          */
717         if (anon)
718                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
719                                 nr_pages);
720         else
721                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
722                                 nr_pages);
723
724         if (PageTransHuge(page))
725                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
726                                 nr_pages);
727
728         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
729         if (nr_pages > 0)
730                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
731         else {
732                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
733                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
734         }
735
736         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
737
738         preempt_enable();
739 }
740
741 unsigned long
742 mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
743 {
744         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
745
746         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
747         return mz->lru_size[lru];
748 }
749
750 static unsigned long
751 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
752                         unsigned int lru_mask)
753 {
754         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
755         enum lru_list lru;
756         unsigned long ret = 0;
757
758         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
759
760         for_each_lru(lru) {
761                 if (BIT(lru) & lru_mask)
762                         ret += mz->lru_size[lru];
763         }
764         return ret;
765 }
766
767 static unsigned long
768 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
769                         int nid, unsigned int lru_mask)
770 {
771         u64 total = 0;
772         int zid;
773
774         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
775                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
776                                                 nid, zid, lru_mask);
777
778         return total;
779 }
780
781 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
782                         unsigned int lru_mask)
783 {
784         int nid;
785         u64 total = 0;
786
787         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
788                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
789         return total;
790 }
791
792 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
793                                        enum mem_cgroup_events_target target)
794 {
795         unsigned long val, next;
796
797         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
798         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
799         /* from time_after() in jiffies.h */
800         if ((long)next - (long)val < 0) {
801                 switch (target) {
802                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
803                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
804                         break;
805                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
806                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
807                         break;
808                 default:
809                         break;
810                 }
811                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
812                 return true;
813         }
814         return false;
815 }
816
817 /*
818  * Check events in order.
819  *
820  */
821 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
822 {
823         preempt_disable();
824         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
825         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
826                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
827                 bool do_numainfo __maybe_unused;
828
829 #if MAX_NUMNODES > 1
830                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
831                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
832 #endif
833                 preempt_enable();
834
835                 mem_cgroup_threshold(memcg);
836 #if MAX_NUMNODES > 1
837                 if (unlikely(do_numainfo))
838                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
839 #endif
840         } else
841                 preempt_enable();
842 }
843
844 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
845 {
846         /*
847          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
848          * if it races with swapoff, page migration, etc.
849          * So this can be called with p == NULL.
850          */
851         if (unlikely(!p))
852                 return NULL;
853
854         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, mem_cgroup_subsys_id));
855 }
856
857 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
858 {
859         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
860
861         if (!mm)
862                 return NULL;
863         /*
864          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
865          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
866          * pessimistic (rather than adding locks here).
867          */
868         rcu_read_lock();
869         do {
870                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
871                 if (unlikely(!memcg))
872                         break;
873         } while (!css_tryget(&memcg->css));
874         rcu_read_unlock();
875         return memcg;
876 }
877
878 /*
879  * Returns a next (in a pre-order walk) alive memcg (with elevated css
880  * ref. count) or NULL if the whole root's subtree has been visited.
881  *
882  * helper function to be used by mem_cgroup_iter
883  */
884 static struct mem_cgroup *__mem_cgroup_iter_next(struct mem_cgroup *root,
885                 struct mem_cgroup *last_visited)
886 {
887         struct cgroup_subsys_state *prev_css, *next_css;
888
889         prev_css = last_visited ? &last_visited->css : NULL;
890 skip_node:
891         next_css = css_next_descendant_pre(prev_css, &root->css);
892
893         /*
894          * Even if we found a group we have to make sure it is
895          * alive. css && !memcg means that the groups should be
896          * skipped and we should continue the tree walk.
897          * last_visited css is safe to use because it is
898          * protected by css_get and the tree walk is rcu safe.
899          */
900         if (next_css) {
901                 struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_css(next_css);
902
903                 if (css_tryget(&mem->css))
904                         return mem;
905                 else {
906                         prev_css = next_css;
907                         goto skip_node;
908                 }
909         }
910
911         return NULL;
912 }
913
914 static void mem_cgroup_iter_invalidate(struct mem_cgroup *root)
915 {
916         /*
917          * When a group in the hierarchy below root is destroyed, the
918          * hierarchy iterator can no longer be trusted since it might
919          * have pointed to the destroyed group.  Invalidate it.
920          */
921         atomic_inc(&root->dead_count);
922 }
923
924 static struct mem_cgroup *
925 mem_cgroup_iter_load(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
926                      struct mem_cgroup *root,
927                      int *sequence)
928 {
929         struct mem_cgroup *position = NULL;
930         /*
931          * A cgroup destruction happens in two stages: offlining and
932          * release.  They are separated by a RCU grace period.
933          *
934          * If the iterator is valid, we may still race with an
935          * offlining.  The RCU lock ensures the object won't be
936          * released, tryget will fail if we lost the race.
937          */
938         *sequence = atomic_read(&root->dead_count);
939         if (iter->last_dead_count == *sequence) {
940                 smp_rmb();
941                 position = iter->last_visited;
942                 if (position && !css_tryget(&position->css))
943                         position = NULL;
944         }
945         return position;
946 }
947
948 static void mem_cgroup_iter_update(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
949                                    struct mem_cgroup *last_visited,
950                                    struct mem_cgroup *new_position,
951                                    int sequence)
952 {
953         if (last_visited)
954                 css_put(&last_visited->css);
955         /*
956          * We store the sequence count from the time @last_visited was
957          * loaded successfully instead of rereading it here so that we
958          * don't lose destruction events in between.  We could have
959          * raced with the destruction of @new_position after all.
960          */
961         iter->last_visited = new_position;
962         smp_wmb();
963         iter->last_dead_count = sequence;
964 }
965
966 /**
967  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
968  * @root: hierarchy root
969  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
970  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
971  *
972  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
973  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
974  *
975  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
976  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
977  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
978  *
979  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
980  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
981  * reclaimers operating on the same zone and priority.
982  */
983 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
984                                    struct mem_cgroup *prev,
985                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
986 {
987         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
988         struct mem_cgroup *last_visited = NULL;
989
990         if (mem_cgroup_disabled())
991                 return NULL;
992
993         if (!root)
994                 root = root_mem_cgroup;
995
996         if (prev && !reclaim)
997                 last_visited = prev;
998
999         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1000                 if (prev)
1001                         goto out_css_put;
1002                 return root;
1003         }
1004
1005         rcu_read_lock();
1006         while (!memcg) {
1007                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1008                 int uninitialized_var(seq);
1009
1010                 if (reclaim) {
1011                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
1012                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
1013                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1014
1015                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
1016                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
1017                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation) {
1018                                 iter->last_visited = NULL;
1019                                 goto out_unlock;
1020                         }
1021
1022                         last_visited = mem_cgroup_iter_load(iter, root, &seq);
1023                 }
1024
1025                 memcg = __mem_cgroup_iter_next(root, last_visited);
1026
1027                 if (reclaim) {
1028                         mem_cgroup_iter_update(iter, last_visited, memcg, seq);
1029
1030                         if (!memcg)
1031                                 iter->generation++;
1032                         else if (!prev && memcg)
1033                                 reclaim->generation = iter->generation;
1034                 }
1035
1036                 if (prev && !memcg)
1037                         goto out_unlock;
1038         }
1039 out_unlock:
1040         rcu_read_unlock();
1041 out_css_put:
1042         if (prev && prev != root)
1043                 css_put(&prev->css);
1044
1045         return memcg;
1046 }
1047
1048 /**
1049  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1050  * @root: hierarchy root
1051  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1052  */
1053 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1054                            struct mem_cgroup *prev)
1055 {
1056         if (!root)
1057                 root = root_mem_cgroup;
1058         if (prev && prev != root)
1059                 css_put(&prev->css);
1060 }
1061
1062 /*
1063  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1064  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1065  * be used for reference counting.
1066  */
1067 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1068         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1069              iter != NULL;                              \
1070              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1071
1072 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1073         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1074              iter != NULL;                              \
1075              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1076
1077 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1078 {
1079         struct mem_cgroup *memcg;
1080
1081         rcu_read_lock();
1082         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1083         if (unlikely(!memcg))
1084                 goto out;
1085
1086         switch (idx) {
1087         case PGFAULT:
1088                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1089                 break;
1090         case PGMAJFAULT:
1091                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1092                 break;
1093         default:
1094                 BUG();
1095         }
1096 out:
1097         rcu_read_unlock();
1098 }
1099 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1100
1101 /**
1102  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1103  * @zone: zone of the wanted lruvec
1104  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1105  *
1106  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1107  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1108  * is disabled.
1109  */
1110 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1111                                       struct mem_cgroup *memcg)
1112 {
1113         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1114         struct lruvec *lruvec;
1115
1116         if (mem_cgroup_disabled()) {
1117                 lruvec = &zone->lruvec;
1118                 goto out;
1119         }
1120
1121         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1122         lruvec = &mz->lruvec;
1123 out:
1124         /*
1125          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1126          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1127          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1128          */
1129         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1130                 lruvec->zone = zone;
1131         return lruvec;
1132 }
1133
1134 /*
1135  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1136  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1137  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1138  *
1139  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1140  * 1. charge
1141  * 2. moving account
1142  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1143  * It is added to LRU before charge.
1144  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1145  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1146  */
1147
1148 /**
1149  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1150  * @page: the page
1151  * @zone: zone of the page
1152  */
1153 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1154 {
1155         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1156         struct mem_cgroup *memcg;
1157         struct page_cgroup *pc;
1158         struct lruvec *lruvec;
1159
1160         if (mem_cgroup_disabled()) {
1161                 lruvec = &zone->lruvec;
1162                 goto out;
1163         }
1164
1165         pc = lookup_page_cgroup(page);
1166         memcg = pc->mem_cgroup;
1167
1168         /*
1169          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1170          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1171          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1172          *
1173          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1174          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1175          * of pc->mem_cgroup safe.
1176          */
1177         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1178                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1179
1180         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1181         lruvec = &mz->lruvec;
1182 out:
1183         /*
1184          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1185          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1186          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1187          */
1188         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1189                 lruvec->zone = zone;
1190         return lruvec;
1191 }
1192
1193 /**
1194  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1195  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1196  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1197  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1198  *
1199  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1200  * lru list.
1201  */
1202 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1203                                 int nr_pages)
1204 {
1205         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1206         unsigned long *lru_size;
1207
1208         if (mem_cgroup_disabled())
1209                 return;
1210
1211         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1212         lru_size = mz->lru_size + lru;
1213         *lru_size += nr_pages;
1214         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1215 }
1216
1217 /*
1218  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1219  * hierarchy subtree
1220  */
1221 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1222                                   struct mem_cgroup *memcg)
1223 {
1224         if (root_memcg == memcg)
1225                 return true;
1226         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1227                 return false;
1228         return css_is_ancestor(&memcg->css, &root_memcg->css);
1229 }
1230
1231 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1232                                        struct mem_cgroup *memcg)
1233 {
1234         bool ret;
1235
1236         rcu_read_lock();
1237         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1238         rcu_read_unlock();
1239         return ret;
1240 }
1241
1242 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task,
1243                         const struct mem_cgroup *memcg)
1244 {
1245         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1246         struct task_struct *p;
1247         bool ret;
1248
1249         p = find_lock_task_mm(task);
1250         if (p) {
1251                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1252                 task_unlock(p);
1253         } else {
1254                 /*
1255                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1256                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1257                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1258                  */
1259                 rcu_read_lock();
1260                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1261                 if (curr)
1262                         css_get(&curr->css);
1263                 rcu_read_unlock();
1264         }
1265         if (!curr)
1266                 return false;
1267         /*
1268          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1269          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1270          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1271          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1272          */
1273         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1274         css_put(&curr->css);
1275         return ret;
1276 }
1277
1278 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1279 {
1280         unsigned long inactive_ratio;
1281         unsigned long inactive;
1282         unsigned long active;
1283         unsigned long gb;
1284
1285         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1286         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1287
1288         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1289         if (gb)
1290                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1291         else
1292                 inactive_ratio = 1;
1293
1294         return inactive * inactive_ratio < active;
1295 }
1296
1297 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1298         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1299
1300 /**
1301  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1302  * @memcg: the memory cgroup
1303  *
1304  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1305  * pages.
1306  */
1307 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1308 {
1309         unsigned long long margin;
1310
1311         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1312         if (do_swap_account)
1313                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1314         return margin >> PAGE_SHIFT;
1315 }
1316
1317 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1318 {
1319         /* root ? */
1320         if (!css_parent(&memcg->css))
1321                 return vm_swappiness;
1322
1323         return memcg->swappiness;
1324 }
1325
1326 /*
1327  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1328  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1329  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1330  * rcu_read_lock(), like this:
1331  *
1332  *         CPU-A                                    CPU-B
1333  *                                              rcu_read_lock()
1334  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1335  *                                                   take heavy locks.
1336  *         synchronize_rcu()                    update something.
1337  *                                              rcu_read_unlock()
1338  *         start move here.
1339  */
1340
1341 /* for quick checking without looking up memcg */
1342 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1343
1344 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1345 {
1346         atomic_inc(&memcg_moving);
1347         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1348         synchronize_rcu();
1349 }
1350
1351 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1352 {
1353         /*
1354          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1355          * We check NULL in callee rather than caller.
1356          */
1357         if (memcg) {
1358                 atomic_dec(&memcg_moving);
1359                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1360         }
1361 }
1362
1363 /*
1364  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1365  *
1366  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1367  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1368  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1369  *
1370  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1371  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1372  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1373  */
1374
1375 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1376 {
1377         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1378         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1379 }
1380
1381 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1382 {
1383         struct mem_cgroup *from;
1384         struct mem_cgroup *to;
1385         bool ret = false;
1386         /*
1387          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1388          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1389          */
1390         spin_lock(&mc.lock);
1391         from = mc.from;
1392         to = mc.to;
1393         if (!from)
1394                 goto unlock;
1395
1396         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1397                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1398 unlock:
1399         spin_unlock(&mc.lock);
1400         return ret;
1401 }
1402
1403 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1404 {
1405         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1406                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1407                         DEFINE_WAIT(wait);
1408                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1409                         /* moving charge context might have finished. */
1410                         if (mc.moving_task)
1411                                 schedule();
1412                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1413                         return true;
1414                 }
1415         }
1416         return false;
1417 }
1418
1419 /*
1420  * Take this lock when
1421  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1422  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1423  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1424  */
1425 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1426                                   unsigned long *flags)
1427 {
1428         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1429 }
1430
1431 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1432                                 unsigned long *flags)
1433 {
1434         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1435 }
1436
1437 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1438 /**
1439  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1440  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1441  * @p: Task that is going to be killed
1442  *
1443  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1444  * enabled
1445  */
1446 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1447 {
1448         struct cgroup *task_cgrp;
1449         struct cgroup *mem_cgrp;
1450         /*
1451          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1452          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1453          * If this assumption is broken, revisit this code.
1454          */
1455         static char memcg_name[PATH_MAX];
1456         int ret;
1457         struct mem_cgroup *iter;
1458         unsigned int i;
1459
1460         if (!p)
1461                 return;
1462
1463         rcu_read_lock();
1464
1465         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1466         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1467
1468         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1469         if (ret < 0) {
1470                 /*
1471                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1472                  * But we'll still print out the usage information
1473                  */
1474                 rcu_read_unlock();
1475                 goto done;
1476         }
1477         rcu_read_unlock();
1478
1479         pr_info("Task in %s killed", memcg_name);
1480
1481         rcu_read_lock();
1482         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1483         if (ret < 0) {
1484                 rcu_read_unlock();
1485                 goto done;
1486         }
1487         rcu_read_unlock();
1488
1489         /*
1490          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1491          */
1492         pr_cont(" as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1493 done:
1494
1495         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1496                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1497                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1498                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1499         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1500                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1501                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1502                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1503         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1504                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) >> 10,
1505                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_LIMIT) >> 10,
1506                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_FAILCNT));
1507
1508         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1509                 pr_info("Memory cgroup stats");
1510
1511                 rcu_read_lock();
1512                 ret = cgroup_path(iter->css.cgroup, memcg_name, PATH_MAX);
1513                 if (!ret)
1514                         pr_cont(" for %s", memcg_name);
1515                 rcu_read_unlock();
1516                 pr_cont(":");
1517
1518                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1519                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1520                                 continue;
1521                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1522                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1523                 }
1524
1525                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1526                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1527                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1528
1529                 pr_cont("\n");
1530         }
1531 }
1532
1533 /*
1534  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1535  * 1(self count) if no children.
1536  */
1537 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1538 {
1539         int num = 0;
1540         struct mem_cgroup *iter;
1541
1542         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1543                 num++;
1544         return num;
1545 }
1546
1547 /*
1548  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1549  */
1550 static u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1551 {
1552         u64 limit;
1553
1554         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1555
1556         /*
1557          * Do not consider swap space if we cannot swap due to swappiness
1558          */
1559         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1560                 u64 memsw;
1561
1562                 limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1563                 memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1564
1565                 /*
1566                  * If memsw is finite and limits the amount of swap space
1567                  * available to this memcg, return that limit.
1568                  */
1569                 limit = min(limit, memsw);
1570         }
1571
1572         return limit;
1573 }
1574
1575 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1576                                      int order)
1577 {
1578         struct mem_cgroup *iter;
1579         unsigned long chosen_points = 0;
1580         unsigned long totalpages;
1581         unsigned int points = 0;
1582         struct task_struct *chosen = NULL;
1583
1584         /*
1585          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1586          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1587          * quickly exit and free its memory.
1588          */
1589         if (fatal_signal_pending(current) || current->flags & PF_EXITING) {
1590                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1591                 return;
1592         }
1593
1594         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1595         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) >> PAGE_SHIFT ? : 1;
1596         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1597                 struct css_task_iter it;
1598                 struct task_struct *task;
1599
1600                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
1601                 while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1602                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1603                                                         false)) {
1604                         case OOM_SCAN_SELECT:
1605                                 if (chosen)
1606                                         put_task_struct(chosen);
1607                                 chosen = task;
1608                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1609                                 get_task_struct(chosen);
1610                                 /* fall through */
1611                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1612                                 continue;
1613                         case OOM_SCAN_ABORT:
1614                                 css_task_iter_end(&it);
1615                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1616                                 if (chosen)
1617                                         put_task_struct(chosen);
1618                                 return;
1619                         case OOM_SCAN_OK:
1620                                 break;
1621                         };
1622                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1623                         if (points > chosen_points) {
1624                                 if (chosen)
1625                                         put_task_struct(chosen);
1626                                 chosen = task;
1627                                 chosen_points = points;
1628                                 get_task_struct(chosen);
1629                         }
1630                 }
1631                 css_task_iter_end(&it);
1632         }
1633
1634         if (!chosen)
1635                 return;
1636         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1637         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1638                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1639 }
1640
1641 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1642                                         gfp_t gfp_mask,
1643                                         unsigned long flags)
1644 {
1645         unsigned long total = 0;
1646         bool noswap = false;
1647         int loop;
1648
1649         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1650                 noswap = true;
1651         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1652                 noswap = true;
1653
1654         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1655                 if (loop)
1656                         drain_all_stock_async(memcg);
1657                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1658                 /*
1659                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1660                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1661                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1662                  */
1663                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1664                         break;
1665                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1666                         break;
1667                 /*
1668                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1669                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1670                  */
1671                 if (loop && !total)
1672                         break;
1673         }
1674         return total;
1675 }
1676
1677 #if MAX_NUMNODES > 1
1678 /**
1679  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1680  * @memcg: the target memcg
1681  * @nid: the node ID to be checked.
1682  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1683  *
1684  * This function returns whether the specified memcg contains any
1685  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1686  * pages in the node.
1687  */
1688 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1689                 int nid, bool noswap)
1690 {
1691         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1692                 return true;
1693         if (noswap || !total_swap_pages)
1694                 return false;
1695         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1696                 return true;
1697         return false;
1698
1699 }
1700
1701 /*
1702  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1703  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1704  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1705  *
1706  */
1707 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1708 {
1709         int nid;
1710         /*
1711          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1712          * pagein/pageout changes since the last update.
1713          */
1714         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1715                 return;
1716         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1717                 return;
1718
1719         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1720         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1721
1722         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1723
1724                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1725                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1726         }
1727
1728         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1729         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1730 }
1731
1732 /*
1733  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1734  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1735  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1736  *
1737  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1738  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1739  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1740  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1741  *
1742  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1743  */
1744 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1745 {
1746         int node;
1747
1748         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1749         node = memcg->last_scanned_node;
1750
1751         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1752         if (node == MAX_NUMNODES)
1753                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1754         /*
1755          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1756          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1757          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1758          * we use curret node.
1759          */
1760         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1761                 node = numa_node_id();
1762
1763         memcg->last_scanned_node = node;
1764         return node;
1765 }
1766
1767 #else
1768 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1769 {
1770         return 0;
1771 }
1772
1773 #endif
1774
1775 /*
1776  * A group is eligible for the soft limit reclaim if it is
1777  *      a) is over its soft limit
1778  *      b) any parent up the hierarchy is over its soft limit
1779  */
1780 bool mem_cgroup_soft_reclaim_eligible(struct mem_cgroup *memcg)
1781 {
1782         struct mem_cgroup *parent = memcg;
1783
1784         if (res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res))
1785                 return true;
1786
1787         /*
1788          * If any parent up the hierarchy is over its soft limit then we
1789          * have to obey and reclaim from this group as well.
1790          */
1791         while((parent = parent_mem_cgroup(parent))) {
1792                 if (res_counter_soft_limit_excess(&parent->res))
1793                         return true;
1794         }
1795
1796         return false;
1797 }
1798
1799 /*
1800  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1801  * If someone is running, return false.
1802  * Has to be called with memcg_oom_lock
1803  */
1804 static bool mem_cgroup_oom_lock(struct mem_cgroup *memcg)
1805 {
1806         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1807
1808         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1809                 if (iter->oom_lock) {
1810                         /*
1811                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1812                          * so we cannot give a lock.
1813                          */
1814                         failed = iter;
1815                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1816                         break;
1817                 } else
1818                         iter->oom_lock = true;
1819         }
1820
1821         if (!failed)
1822                 return true;
1823
1824         /*
1825          * OK, we failed to lock the whole subtree so we have to clean up
1826          * what we set up to the failing subtree
1827          */
1828         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1829                 if (iter == failed) {
1830                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1831                         break;
1832                 }
1833                 iter->oom_lock = false;
1834         }
1835         return false;
1836 }
1837
1838 /*
1839  * Has to be called with memcg_oom_lock
1840  */
1841 static int mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1842 {
1843         struct mem_cgroup *iter;
1844
1845         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1846                 iter->oom_lock = false;
1847         return 0;
1848 }
1849
1850 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1851 {
1852         struct mem_cgroup *iter;
1853
1854         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1855                 atomic_inc(&iter->under_oom);
1856 }
1857
1858 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1859 {
1860         struct mem_cgroup *iter;
1861
1862         /*
1863          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1864          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
1865          * atomic_add_unless() here.
1866          */
1867         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1868                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
1869 }
1870
1871 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1872 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1873
1874 struct oom_wait_info {
1875         struct mem_cgroup *memcg;
1876         wait_queue_t    wait;
1877 };
1878
1879 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1880         unsigned mode, int sync, void *arg)
1881 {
1882         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1883         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1884         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1885
1886         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1887         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1888
1889         /*
1890          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
1891          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
1892          */
1893         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
1894                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
1895                 return 0;
1896         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1897 }
1898
1899 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1900 {
1901         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
1902         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1903 }
1904
1905 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1906 {
1907         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
1908                 memcg_wakeup_oom(memcg);
1909 }
1910
1911 /*
1912  * try to call OOM killer. returns false if we should exit memory-reclaim loop.
1913  */
1914 static bool mem_cgroup_handle_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask,
1915                                   int order)
1916 {
1917         struct oom_wait_info owait;
1918         bool locked, need_to_kill;
1919
1920         owait.memcg = memcg;
1921         owait.wait.flags = 0;
1922         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1923         owait.wait.private = current;
1924         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1925         need_to_kill = true;
1926         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1927
1928         /* At first, try to OOM lock hierarchy under memcg.*/
1929         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1930         locked = mem_cgroup_oom_lock(memcg);
1931         /*
1932          * Even if signal_pending(), we can't quit charge() loop without
1933          * accounting. So, UNINTERRUPTIBLE is appropriate. But SIGKILL
1934          * under OOM is always welcomed, use TASK_KILLABLE here.
1935          */
1936         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1937         if (!locked || memcg->oom_kill_disable)
1938                 need_to_kill = false;
1939         if (locked)
1940                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1941         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1942
1943         if (need_to_kill) {
1944                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1945                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order);
1946         } else {
1947                 schedule();
1948                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1949         }
1950         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1951         if (locked)
1952                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1953         memcg_wakeup_oom(memcg);
1954         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1955
1956         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1957
1958         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
1959                 return false;
1960         /* Give chance to dying process */
1961         schedule_timeout_uninterruptible(1);
1962         return true;
1963 }
1964
1965 /*
1966  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
1967  * generalized to update other statistics as well.
1968  *
1969  * Notes: Race condition
1970  *
1971  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
1972  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
1973  * to do so _always_.
1974  *
1975  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
1976  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
1977  * are no race with "charge".
1978  *
1979  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
1980  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
1981  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
1982  * by flags.
1983  *
1984  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
1985  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
1986  * If there is, we take a lock.
1987  */
1988
1989 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
1990                                 bool *locked, unsigned long *flags)
1991 {
1992         struct mem_cgroup *memcg;
1993         struct page_cgroup *pc;
1994
1995         pc = lookup_page_cgroup(page);
1996 again:
1997         memcg = pc->mem_cgroup;
1998         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
1999                 return;
2000         /*
2001          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
2002          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
2003          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
2004          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
2005          */
2006         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
2007                 return;
2008
2009         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2010         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2011                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2012                 goto again;
2013         }
2014         *locked = true;
2015 }
2016
2017 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
2018 {
2019         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2020
2021         /*
2022          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
2023          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
2024          * should take move_lock_mem_cgroup().
2025          */
2026         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
2027 }
2028
2029 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
2030                                  enum mem_cgroup_page_stat_item idx, int val)
2031 {
2032         struct mem_cgroup *memcg;
2033         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2034         unsigned long uninitialized_var(flags);
2035
2036         if (mem_cgroup_disabled())
2037                 return;
2038
2039         memcg = pc->mem_cgroup;
2040         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2041                 return;
2042
2043         switch (idx) {
2044         case MEMCG_NR_FILE_MAPPED:
2045                 idx = MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED;
2046                 break;
2047         default:
2048                 BUG();
2049         }
2050
2051         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2052 }
2053
2054 /*
2055  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2056  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2057  */
2058 #define CHARGE_BATCH    32U
2059 struct memcg_stock_pcp {
2060         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2061         unsigned int nr_pages;
2062         struct work_struct work;
2063         unsigned long flags;
2064 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2065 };
2066 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2067 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2068
2069 /**
2070  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2071  * @memcg: memcg to consume from.
2072  * @nr_pages: how many pages to charge.
2073  *
2074  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2075  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2076  * service an allocation will refill the stock.
2077  *
2078  * returns true if successful, false otherwise.
2079  */
2080 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2081 {
2082         struct memcg_stock_pcp *stock;
2083         bool ret = true;
2084
2085         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2086                 return false;
2087
2088         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2089         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages)
2090                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2091         else /* need to call res_counter_charge */
2092                 ret = false;
2093         put_cpu_var(memcg_stock);
2094         return ret;
2095 }
2096
2097 /*
2098  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2099  */
2100 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2101 {
2102         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2103
2104         if (stock->nr_pages) {
2105                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2106
2107                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2108                 if (do_swap_account)
2109                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2110                 stock->nr_pages = 0;
2111         }
2112         stock->cached = NULL;
2113 }
2114
2115 /*
2116  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2117  * a thread which is pinned to local cpu.
2118  */
2119 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2120 {
2121         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2122         drain_stock(stock);
2123         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2124 }
2125
2126 static void __init memcg_stock_init(void)
2127 {
2128         int cpu;
2129
2130         for_each_possible_cpu(cpu) {
2131                 struct memcg_stock_pcp *stock =
2132                                         &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2133                 INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
2134         }
2135 }
2136
2137 /*
2138  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2139  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2140  */
2141 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2142 {
2143         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2144
2145         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2146                 drain_stock(stock);
2147                 stock->cached = memcg;
2148         }
2149         stock->nr_pages += nr_pages;
2150         put_cpu_var(memcg_stock);
2151 }
2152
2153 /*
2154  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2155  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2156  * until the work is done.
2157  */
2158 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2159 {
2160         int cpu, curcpu;
2161
2162         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2163         get_online_cpus();
2164         curcpu = get_cpu();
2165         for_each_online_cpu(cpu) {
2166                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2167                 struct mem_cgroup *memcg;
2168
2169                 memcg = stock->cached;
2170                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2171                         continue;
2172                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2173                         continue;
2174                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2175                         if (cpu == curcpu)
2176                                 drain_local_stock(&stock->work);
2177                         else
2178                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2179                 }
2180         }
2181         put_cpu();
2182
2183         if (!sync)
2184                 goto out;
2185
2186         for_each_online_cpu(cpu) {
2187                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2188                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2189                         flush_work(&stock->work);
2190         }
2191 out:
2192         put_online_cpus();
2193 }
2194
2195 /*
2196  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2197  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2198  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2199  * it.
2200  */
2201 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2202 {
2203         /*
2204          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2205          */
2206         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2207                 return;
2208         drain_all_stock(root_memcg, false);
2209         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2210 }
2211
2212 /* This is a synchronous drain interface. */
2213 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2214 {
2215         /* called when force_empty is called */
2216         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2217         drain_all_stock(root_memcg, true);
2218         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2219 }
2220
2221 /*
2222  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2223  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2224  */
2225 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2226 {
2227         int i;
2228
2229         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2230         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2231                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2232
2233                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2234                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2235         }
2236         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2237                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2238
2239                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2240                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2241         }
2242         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2243 }
2244
2245 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2246                                         unsigned long action,
2247                                         void *hcpu)
2248 {
2249         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2250         struct memcg_stock_pcp *stock;
2251         struct mem_cgroup *iter;
2252
2253         if (action == CPU_ONLINE)
2254                 return NOTIFY_OK;
2255
2256         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2257                 return NOTIFY_OK;
2258
2259         for_each_mem_cgroup(iter)
2260                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2261
2262         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2263         drain_stock(stock);
2264         return NOTIFY_OK;
2265 }
2266
2267
2268 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2269 enum {
2270         CHARGE_OK,              /* success */
2271         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2272         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2273         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2274         CHARGE_OOM_DIE,         /* the current is killed because of OOM */
2275 };
2276
2277 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2278                                 unsigned int nr_pages, unsigned int min_pages,
2279                                 bool oom_check)
2280 {
2281         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2282         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2283         struct res_counter *fail_res;
2284         unsigned long flags = 0;
2285         int ret;
2286
2287         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2288
2289         if (likely(!ret)) {
2290                 if (!do_swap_account)
2291                         return CHARGE_OK;
2292                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2293                 if (likely(!ret))
2294                         return CHARGE_OK;
2295
2296                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2297                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2298                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2299         } else
2300                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2301         /*
2302          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2303          * single page instead.
2304          */
2305         if (nr_pages > min_pages)
2306                 return CHARGE_RETRY;
2307
2308         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2309                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2310
2311         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2312                 return CHARGE_NOMEM;
2313
2314         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2315         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2316                 return CHARGE_RETRY;
2317         /*
2318          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2319          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2320          * before killing the task.
2321          *
2322          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2323          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2324          * to regular pages anyway in case of failure.
2325          */
2326         if (nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) && ret)
2327                 return CHARGE_RETRY;
2328
2329         /*
2330          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2331          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2332          */
2333         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2334                 return CHARGE_RETRY;
2335
2336         /* If we don't need to call oom-killer at el, return immediately */
2337         if (!oom_check)
2338                 return CHARGE_NOMEM;
2339         /* check OOM */
2340         if (!mem_cgroup_handle_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize)))
2341                 return CHARGE_OOM_DIE;
2342
2343         return CHARGE_RETRY;
2344 }
2345
2346 /*
2347  * __mem_cgroup_try_charge() does
2348  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2349  * 2. update res_counter
2350  * 3. call memory reclaim if necessary.
2351  *
2352  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2353  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2354  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2355  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2356  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2357  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2358  *
2359  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2360  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2361  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2362  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2363  *
2364  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2365  * the oom-killer can be invoked.
2366  */
2367 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2368                                    gfp_t gfp_mask,
2369                                    unsigned int nr_pages,
2370                                    struct mem_cgroup **ptr,
2371                                    bool oom)
2372 {
2373         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2374         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2375         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2376         int ret;
2377
2378         /*
2379          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2380          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2381          * MEMDIE process.
2382          */
2383         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2384                      || fatal_signal_pending(current)))
2385                 goto bypass;
2386
2387         /*
2388          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2389          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2390          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2391          * set, if so charge the root memcg (happens for pagecache usage).
2392          */
2393         if (!*ptr && !mm)
2394                 *ptr = root_mem_cgroup;
2395 again:
2396         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2397                 memcg = *ptr;
2398                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2399                         goto done;
2400                 if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2401                         goto done;
2402                 css_get(&memcg->css);
2403         } else {
2404                 struct task_struct *p;
2405
2406                 rcu_read_lock();
2407                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2408                 /*
2409                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2410                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2411                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2412                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2413                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2414                  * small race, here.
2415                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2416                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2417                  */
2418                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2419                 if (!memcg)
2420                         memcg = root_mem_cgroup;
2421                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2422                         rcu_read_unlock();
2423                         goto done;
2424                 }
2425                 if (consume_stock(memcg, nr_pages)) {
2426                         /*
2427                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2428                          * But considering how consume_stok works, it's not
2429                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2430                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2431                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2432                          * calling consume_stock().
2433                          */
2434                         rcu_read_unlock();
2435                         goto done;
2436                 }
2437                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2438                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2439                         rcu_read_unlock();
2440                         goto again;
2441                 }
2442                 rcu_read_unlock();
2443         }
2444
2445         do {
2446                 bool oom_check;
2447
2448                 /* If killed, bypass charge */
2449                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2450                         css_put(&memcg->css);
2451                         goto bypass;
2452                 }
2453
2454                 oom_check = false;
2455                 if (oom && !nr_oom_retries) {
2456                         oom_check = true;
2457                         nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2458                 }
2459
2460                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch, nr_pages,
2461                     oom_check);
2462                 switch (ret) {
2463                 case CHARGE_OK:
2464                         break;
2465                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2466                         batch = nr_pages;
2467                         css_put(&memcg->css);
2468                         memcg = NULL;
2469                         goto again;
2470                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2471                         css_put(&memcg->css);
2472                         goto nomem;
2473                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2474                         if (!oom) {
2475                                 css_put(&memcg->css);
2476                                 goto nomem;
2477                         }
2478                         /* If oom, we never return -ENOMEM */
2479                         nr_oom_retries--;
2480                         break;
2481                 case CHARGE_OOM_DIE: /* Killed by OOM Killer */
2482                         css_put(&memcg->css);
2483                         goto bypass;
2484                 }
2485         } while (ret != CHARGE_OK);
2486
2487         if (batch > nr_pages)
2488                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2489         css_put(&memcg->css);
2490 done:
2491         *ptr = memcg;
2492         return 0;
2493 nomem:
2494         *ptr = NULL;
2495         return -ENOMEM;
2496 bypass:
2497         *ptr = root_mem_cgroup;
2498         return -EINTR;
2499 }
2500
2501 /*
2502  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2503  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2504  * gotten by try_charge().
2505  */
2506 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2507                                        unsigned int nr_pages)
2508 {
2509         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2510                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2511
2512                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2513                 if (do_swap_account)
2514                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2515         }
2516 }
2517
2518 /*
2519  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2520  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2521  */
2522 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2523                                         unsigned int nr_pages)
2524 {
2525         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2526
2527         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2528                 return;
2529
2530         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2531         if (do_swap_account)
2532                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2533                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2534 }
2535
2536 /*
2537  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2538  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling css_tryget if
2539  * the mem_cgroup is used for charging. (dropping refcnt from swap can be
2540  * called against removed memcg.)
2541  */
2542 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2543 {
2544         struct cgroup_subsys_state *css;
2545
2546         /* ID 0 is unused ID */
2547         if (!id)
2548                 return NULL;
2549         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2550         if (!css)
2551                 return NULL;
2552         return mem_cgroup_from_css(css);
2553 }
2554
2555 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2556 {
2557         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2558         struct page_cgroup *pc;
2559         unsigned short id;
2560         swp_entry_t ent;
2561
2562         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2563
2564         pc = lookup_page_cgroup(page);
2565         lock_page_cgroup(pc);
2566         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2567                 memcg = pc->mem_cgroup;
2568                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2569                         memcg = NULL;
2570         } else if (PageSwapCache(page)) {
2571                 ent.val = page_private(page);
2572                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2573                 rcu_read_lock();
2574                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2575                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2576                         memcg = NULL;
2577                 rcu_read_unlock();
2578         }
2579         unlock_page_cgroup(pc);
2580         return memcg;
2581 }
2582
2583 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2584                                        struct page *page,
2585                                        unsigned int nr_pages,
2586                                        enum charge_type ctype,
2587                                        bool lrucare)
2588 {
2589         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2590         struct zone *uninitialized_var(zone);
2591         struct lruvec *lruvec;
2592         bool was_on_lru = false;
2593         bool anon;
2594
2595         lock_page_cgroup(pc);
2596         VM_BUG_ON(PageCgroupUsed(pc));
2597         /*
2598          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2599          * accessed by any other context at this point.
2600          */
2601
2602         /*
2603          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2604          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2605          */
2606         if (lrucare) {
2607                 zone = page_zone(page);
2608                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2609                 if (PageLRU(page)) {
2610                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2611                         ClearPageLRU(page);
2612                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2613                         was_on_lru = true;
2614                 }
2615         }
2616
2617         pc->mem_cgroup = memcg;
2618         /*
2619          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2620          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2621          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2622          * before USED bit, we need memory barrier here.
2623          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2624          */
2625         smp_wmb();
2626         SetPageCgroupUsed(pc);
2627
2628         if (lrucare) {
2629                 if (was_on_lru) {
2630                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2631                         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2632                         SetPageLRU(page);
2633                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2634                 }
2635                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2636         }
2637
2638         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON)
2639                 anon = true;
2640         else
2641                 anon = false;
2642
2643         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, nr_pages);
2644         unlock_page_cgroup(pc);
2645
2646         /*
2647          * "charge_statistics" updated event counter.
2648          */
2649         memcg_check_events(memcg, page);
2650 }
2651
2652 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
2653
2654 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2655 static inline bool memcg_can_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2656 {
2657         return !mem_cgroup_disabled() && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
2658                 (memcg->kmem_account_flags & KMEM_ACCOUNTED_MASK);
2659 }
2660
2661 /*
2662  * This is a bit cumbersome, but it is rarely used and avoids a backpointer
2663  * in the memcg_cache_params struct.
2664  */
2665 static struct kmem_cache *memcg_params_to_cache(struct memcg_cache_params *p)
2666 {
2667         struct kmem_cache *cachep;
2668
2669         VM_BUG_ON(p->is_root_cache);
2670         cachep = p->root_cache;
2671         return cachep->memcg_params->memcg_caches[memcg_cache_id(p->memcg)];
2672 }
2673
2674 #ifdef CONFIG_SLABINFO
2675 static int mem_cgroup_slabinfo_read(struct cgroup_subsys_state *css,
2676                                     struct cftype *cft, struct seq_file *m)
2677 {
2678         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2679         struct memcg_cache_params *params;
2680
2681         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
2682                 return -EIO;
2683
2684         print_slabinfo_header(m);
2685
2686         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
2687         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list)
2688                 cache_show(memcg_params_to_cache(params), m);
2689         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
2690
2691         return 0;
2692 }
2693 #endif
2694
2695 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp, u64 size)
2696 {
2697         struct res_counter *fail_res;
2698         struct mem_cgroup *_memcg;
2699         int ret = 0;
2700         bool may_oom;
2701
2702         ret = res_counter_charge(&memcg->kmem, size, &fail_res);
2703         if (ret)
2704                 return ret;
2705
2706         /*
2707          * Conditions under which we can wait for the oom_killer. Those are
2708          * the same conditions tested by the core page allocator
2709          */
2710         may_oom = (gfp & __GFP_FS) && !(gfp & __GFP_NORETRY);
2711
2712         _memcg = memcg;
2713         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp, size >> PAGE_SHIFT,
2714                                       &_memcg, may_oom);
2715
2716         if (ret == -EINTR)  {
2717                 /*
2718                  * __mem_cgroup_try_charge() chosed to bypass to root due to
2719                  * OOM kill or fatal signal.  Since our only options are to
2720                  * either fail the allocation or charge it to this cgroup, do
2721                  * it as a temporary condition. But we can't fail. From a
2722                  * kmem/slab perspective, the cache has already been selected,
2723                  * by mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
2724                  * our minds.
2725                  *
2726                  * This condition will only trigger if the task entered
2727                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed during
2728                  * __mem_cgroup_try_charge() above. Tasks that were already
2729                  * dying when the allocation triggers should have been already
2730                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
2731                  */
2732                 res_counter_charge_nofail(&memcg->res, size, &fail_res);
2733                 if (do_swap_account)
2734                         res_counter_charge_nofail(&memcg->memsw, size,
2735                                                   &fail_res);
2736                 ret = 0;
2737         } else if (ret)
2738                 res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size);
2739
2740         return ret;
2741 }
2742
2743 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, u64 size)
2744 {
2745         res_counter_uncharge(&memcg->res, size);
2746         if (do_swap_account)
2747                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, size);
2748
2749         /* Not down to 0 */
2750         if (res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size))
2751                 return;
2752
2753         /*
2754          * Releases a reference taken in kmem_cgroup_css_offline in case
2755          * this last uncharge is racing with the offlining code or it is
2756          * outliving the memcg existence.
2757          *
2758          * The memory barrier imposed by test&clear is paired with the
2759          * explicit one in memcg_kmem_mark_dead().
2760          */
2761         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
2762                 css_put(&memcg->css);
2763 }
2764
2765 void memcg_cache_list_add(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *cachep)
2766 {
2767         if (!memcg)
2768                 return;
2769
2770         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
2771         list_add(&cachep->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
2772         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
2773 }
2774
2775 /*
2776  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
2777  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
2778  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
2779  */
2780 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
2781 {
2782         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
2783 }
2784
2785 /*
2786  * This ends up being protected by the set_limit mutex, during normal
2787  * operation, because that is its main call site.
2788  *
2789  * But when we create a new cache, we can call this as well if its parent
2790  * is kmem-limited. That will have to hold set_limit_mutex as well.
2791  */
2792 int memcg_update_cache_sizes(struct mem_cgroup *memcg)
2793 {
2794         int num, ret;
2795
2796         num = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
2797                                 0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2798         if (num < 0)
2799                 return num;
2800         /*
2801          * After this point, kmem_accounted (that we test atomically in
2802          * the beginning of this conditional), is no longer 0. This
2803          * guarantees only one process will set the following boolean
2804          * to true. We don't need test_and_set because we're protected
2805          * by the set_limit_mutex anyway.
2806          */
2807         memcg_kmem_set_activated(memcg);
2808
2809         ret = memcg_update_all_caches(num+1);
2810         if (ret) {
2811                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, num);
2812                 memcg_kmem_clear_activated(memcg);
2813                 return ret;
2814         }
2815
2816         memcg->kmemcg_id = num;
2817         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
2818         mutex_init(&memcg->slab_caches_mutex);
2819         return 0;
2820 }
2821
2822 static size_t memcg_caches_array_size(int num_groups)
2823 {
2824         ssize_t size;
2825         if (num_groups <= 0)
2826                 return 0;
2827
2828         size = 2 * num_groups;
2829         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2830                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2831         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2832                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2833
2834         return size;
2835 }
2836
2837 /*
2838  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
2839  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
2840  * calling this.
2841  */
2842 void memcg_update_array_size(int num)
2843 {
2844         if (num > memcg_limited_groups_array_size)
2845                 memcg_limited_groups_array_size = memcg_caches_array_size(num);
2846 }
2847
2848 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w);
2849
2850 int memcg_update_cache_size(struct kmem_cache *s, int num_groups)
2851 {
2852         struct memcg_cache_params *cur_params = s->memcg_params;
2853
2854         VM_BUG_ON(s->memcg_params && !s->memcg_params->is_root_cache);
2855
2856         if (num_groups > memcg_limited_groups_array_size) {
2857                 int i;
2858                 ssize_t size = memcg_caches_array_size(num_groups);
2859
2860                 size *= sizeof(void *);
2861                 size += offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
2862
2863                 s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
2864                 if (!s->memcg_params) {
2865                         s->memcg_params = cur_params;
2866                         return -ENOMEM;
2867                 }
2868
2869                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
2870
2871                 /*
2872                  * There is the chance it will be bigger than
2873                  * memcg_limited_groups_array_size, if we failed an allocation
2874                  * in a cache, in which case all caches updated before it, will
2875                  * have a bigger array.
2876                  *
2877                  * But if that is the case, the data after
2878                  * memcg_limited_groups_array_size is certainly unused
2879                  */
2880                 for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
2881                         if (!cur_params->memcg_caches[i])
2882                                 continue;
2883                         s->memcg_params->memcg_caches[i] =
2884                                                 cur_params->memcg_caches[i];
2885                 }
2886
2887                 /*
2888                  * Ideally, we would wait until all caches succeed, and only
2889                  * then free the old one. But this is not worth the extra
2890                  * pointer per-cache we'd have to have for this.
2891                  *
2892                  * It is not a big deal if some caches are left with a size
2893                  * bigger than the others. And all updates will reset this
2894                  * anyway.
2895                  */
2896                 kfree(cur_params);
2897         }
2898         return 0;
2899 }
2900
2901 int memcg_register_cache(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s,
2902                          struct kmem_cache *root_cache)
2903 {
2904         size_t size;
2905
2906         if (!memcg_kmem_enabled())
2907                 return 0;
2908
2909         if (!memcg) {
2910                 size = offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
2911                 size += memcg_limited_groups_array_size * sizeof(void *);
2912         } else
2913                 size = sizeof(struct memcg_cache_params);
2914
2915         s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
2916         if (!s->memcg_params)
2917                 return -ENOMEM;
2918
2919         if (memcg) {
2920                 s->memcg_params->memcg = memcg;
2921                 s->memcg_params->root_cache = root_cache;
2922                 INIT_WORK(&s->memcg_params->destroy,
2923                                 kmem_cache_destroy_work_func);
2924         } else
2925                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
2926
2927         return 0;
2928 }
2929
2930 void memcg_release_cache(struct kmem_cache *s)
2931 {
2932         struct kmem_cache *root;
2933         struct mem_cgroup *memcg;
2934         int id;
2935
2936         /*
2937          * This happens, for instance, when a root cache goes away before we
2938          * add any memcg.
2939          */
2940         if (!s->memcg_params)
2941                 return;
2942
2943         if (s->memcg_params->is_root_cache)
2944                 goto out;
2945
2946         memcg = s->memcg_params->memcg;
2947         id  = memcg_cache_id(memcg);
2948
2949         root = s->memcg_params->root_cache;
2950         root->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
2951
2952         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
2953         list_del(&s->memcg_params->list);
2954         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
2955
2956         css_put(&memcg->css);
2957 out:
2958         kfree(s->memcg_params);
2959 }
2960
2961 /*
2962  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
2963  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
2964  * enqueing new caches to be created.
2965  *
2966  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
2967  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
2968  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
2969  * objects during debug.
2970  *
2971  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
2972  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
2973  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
2974  * cache again, failing at the same point.
2975  *
2976  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
2977  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
2978  * inside the following two functions.
2979  */
2980 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
2981 {
2982         VM_BUG_ON(!current->mm);
2983         current->memcg_kmem_skip_account++;
2984 }
2985
2986 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
2987 {
2988         VM_BUG_ON(!current->mm);
2989         current->memcg_kmem_skip_account--;
2990 }
2991
2992 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w)
2993 {
2994         struct kmem_cache *cachep;
2995         struct memcg_cache_params *p;
2996
2997         p = container_of(w, struct memcg_cache_params, destroy);
2998
2999         cachep = memcg_params_to_cache(p);
3000
3001         /*
3002          * If we get down to 0 after shrink, we could delete right away.
3003          * However, memcg_release_pages() already puts us back in the workqueue
3004          * in that case. If we proceed deleting, we'll get a dangling
3005          * reference, and removing the object from the workqueue in that case
3006          * is unnecessary complication. We are not a fast path.
3007          *
3008          * Note that this case is fundamentally different from racing with
3009          * shrink_slab(): if memcg_cgroup_destroy_cache() is called in
3010          * kmem_cache_shrink, not only we would be reinserting a dead cache
3011          * into the queue, but doing so from inside the worker racing to
3012          * destroy it.
3013          *
3014          * So if we aren't down to zero, we'll just schedule a worker and try
3015          * again
3016          */
3017         if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) != 0) {
3018                 kmem_cache_shrink(cachep);
3019                 if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) == 0)
3020                         return;
3021         } else
3022                 kmem_cache_destroy(cachep);
3023 }
3024
3025 void mem_cgroup_destroy_cache(struct kmem_cache *cachep)
3026 {
3027         if (!cachep->memcg_params->dead)
3028                 return;
3029
3030         /*
3031          * There are many ways in which we can get here.
3032          *
3033          * We can get to a memory-pressure situation while the delayed work is
3034          * still pending to run. The vmscan shrinkers can then release all
3035          * cache memory and get us to destruction. If this is the case, we'll
3036          * be executed twice, which is a bug (the second time will execute over
3037          * bogus data). In this case, cancelling the work should be fine.
3038          *
3039          * But we can also get here from the worker itself, if
3040          * kmem_cache_shrink is enough to shake all the remaining objects and
3041          * get the page count to 0. In this case, we'll deadlock if we try to
3042          * cancel the work (the worker runs with an internal lock held, which
3043          * is the same lock we would hold for cancel_work_sync().)
3044          *
3045          * Since we can't possibly know who got us here, just refrain from
3046          * running if there is already work pending
3047          */
3048         if (work_pending(&cachep->memcg_params->destroy))
3049                 return;
3050         /*
3051          * We have to defer the actual destroying to a workqueue, because
3052          * we might currently be in a context that cannot sleep.
3053          */
3054         schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3055 }
3056
3057 /*
3058  * This lock protects updaters, not readers. We want readers to be as fast as
3059  * they can, and they will either see NULL or a valid cache value. Our model
3060  * allow them to see NULL, in which case the root memcg will be selected.
3061  *
3062  * We need this lock because multiple allocations to the same cache from a non
3063  * will span more than one worker. Only one of them can create the cache.
3064  */
3065 static DEFINE_MUTEX(memcg_cache_mutex);
3066
3067 /*
3068  * Called with memcg_cache_mutex held
3069  */
3070 static struct kmem_cache *kmem_cache_dup(struct mem_cgroup *memcg,
3071                                          struct kmem_cache *s)
3072 {
3073         struct kmem_cache *new;
3074         static char *tmp_name = NULL;
3075
3076         lockdep_assert_held(&memcg_cache_mutex);
3077
3078         /*
3079          * kmem_cache_create_memcg duplicates the given name and
3080          * cgroup_name for this name requires RCU context.
3081          * This static temporary buffer is used to prevent from
3082          * pointless shortliving allocation.
3083          */
3084         if (!tmp_name) {
3085                 tmp_name = kmalloc(PATH_MAX, GFP_KERNEL);
3086                 if (!tmp_name)
3087                         return NULL;
3088         }
3089
3090         rcu_read_lock();
3091         snprintf(tmp_name, PATH_MAX, "%s(%d:%s)", s->name,
3092                          memcg_cache_id(memcg), cgroup_name(memcg->css.cgroup));
3093         rcu_read_unlock();
3094
3095         new = kmem_cache_create_memcg(memcg, tmp_name, s->object_size, s->align,
3096                                       (s->flags & ~SLAB_PANIC), s->ctor, s);
3097
3098         if (new)
3099                 new->allocflags |= __GFP_KMEMCG;
3100
3101         return new;
3102 }
3103
3104 static struct kmem_cache *memcg_create_kmem_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3105                                                   struct kmem_cache *cachep)
3106 {
3107         struct kmem_cache *new_cachep;
3108         int idx;
3109
3110         BUG_ON(!memcg_can_account_kmem(memcg));
3111
3112         idx = memcg_cache_id(memcg);
3113
3114         mutex_lock(&memcg_cache_mutex);
3115         new_cachep = cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3116         if (new_cachep) {
3117                 css_put(&memcg->css);
3118                 goto out;
3119         }
3120
3121         new_cachep = kmem_cache_dup(memcg, cachep);
3122         if (new_cachep == NULL) {
3123                 new_cachep = cachep;
3124                 css_put(&memcg->css);
3125                 goto out;
3126         }
3127
3128         atomic_set(&new_cachep->memcg_params->nr_pages , 0);
3129
3130         cachep->memcg_params->memcg_caches[idx] = new_cachep;
3131         /*
3132          * the readers won't lock, make sure everybody sees the updated value,
3133          * so they won't put stuff in the queue again for no reason
3134          */
3135         wmb();
3136 out:
3137         mutex_unlock(&memcg_cache_mutex);
3138         return new_cachep;
3139 }
3140
3141 void kmem_cache_destroy_memcg_children(struct kmem_cache *s)
3142 {
3143         struct kmem_cache *c;
3144         int i;
3145
3146         if (!s->memcg_params)
3147                 return;
3148         if (!s->memcg_params->is_root_cache)
3149                 return;
3150
3151         /*
3152          * If the cache is being destroyed, we trust that there is no one else
3153          * requesting objects from it. Even if there are, the sanity checks in
3154          * kmem_cache_destroy should caught this ill-case.
3155          *
3156          * Still, we don't want anyone else freeing memcg_caches under our
3157          * noses, which can happen if a new memcg comes to life. As usual,
3158          * we'll take the set_limit_mutex to protect ourselves against this.
3159          */
3160         mutex_lock(&set_limit_mutex);
3161         for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3162                 c = s->memcg_params->memcg_caches[i];
3163                 if (!c)
3164                         continue;
3165
3166                 /*
3167                  * We will now manually delete the caches, so to avoid races
3168                  * we need to cancel all pending destruction workers and
3169                  * proceed with destruction ourselves.
3170                  *
3171                  * kmem_cache_destroy() will call kmem_cache_shrink internally,
3172                  * and that could spawn the workers again: it is likely that
3173                  * the cache still have active pages until this very moment.
3174                  * This would lead us back to mem_cgroup_destroy_cache.
3175                  *
3176                  * But that will not execute at all if the "dead" flag is not
3177                  * set, so flip it down to guarantee we are in control.
3178                  */
3179                 c->memcg_params->dead = false;
3180                 cancel_work_sync(&c->memcg_params->destroy);
3181                 kmem_cache_destroy(c);
3182         }
3183         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3184 }
3185
3186 struct create_work {
3187         struct mem_cgroup *memcg;
3188         struct kmem_cache *cachep;
3189         struct work_struct work;
3190 };
3191
3192 static void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3193 {
3194         struct kmem_cache *cachep;
3195         struct memcg_cache_params *params;
3196
3197         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3198                 return;
3199
3200         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3201         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list) {
3202                 cachep = memcg_params_to_cache(params);
3203                 cachep->memcg_params->dead = true;
3204                 schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3205         }
3206         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3207 }
3208
3209 static void memcg_create_cache_work_func(struct work_struct *w)
3210 {
3211         struct create_work *cw;
3212
3213         cw = container_of(w, struct create_work, work);
3214         memcg_create_kmem_cache(cw->memcg, cw->cachep);
3215         kfree(cw);
3216 }
3217
3218 /*
3219  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
3220  */
3221 static void __memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3222                                          struct kmem_cache *cachep)
3223 {
3224         struct create_work *cw;
3225
3226         cw = kmalloc(sizeof(struct create_work), GFP_NOWAIT);
3227         if (cw == NULL) {
3228                 css_put(&memcg->css);
3229                 return;
3230         }
3231
3232         cw->memcg = memcg;
3233         cw->cachep = cachep;
3234
3235         INIT_WORK(&cw->work, memcg_create_cache_work_func);
3236         schedule_work(&cw->work);
3237 }
3238
3239 static void memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3240                                        struct kmem_cache *cachep)
3241 {
3242         /*
3243          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
3244          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
3245          * in __memcg_create_cache_enqueue will recurse.
3246          *
3247          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
3248          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
3249          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
3250          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
3251          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
3252          */
3253         memcg_stop_kmem_account();
3254         __memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3255         memcg_resume_kmem_account();
3256 }
3257 /*
3258  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
3259  * We try to use the current memcg's version of the cache.
3260  *
3261  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
3262  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
3263  * in a workqueue.
3264  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
3265  * the original cache.
3266  *
3267  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
3268  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
3269  */
3270 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
3271                                           gfp_t gfp)
3272 {
3273         struct mem_cgroup *memcg;
3274         int idx;
3275
3276         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
3277         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
3278
3279         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3280                 return cachep;
3281
3282         rcu_read_lock();
3283         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
3284
3285         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
3286                 goto out;
3287
3288         idx = memcg_cache_id(memcg);
3289
3290         /*
3291          * barrier to mare sure we're always seeing the up to date value.  The
3292          * code updating memcg_caches will issue a write barrier to match this.
3293          */
3294         read_barrier_depends();
3295         if (likely(cachep->memcg_params->memcg_caches[idx])) {
3296                 cachep = cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3297                 goto out;
3298         }
3299
3300         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
3301         if (!css_tryget(&memcg->css))
3302                 goto out;
3303         rcu_read_unlock();
3304
3305         /*
3306          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
3307          * context), we could be be predictable and return right away.
3308          * This would guarantee that the allocation being performed
3309          * already belongs in the new cache.
3310          *
3311          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
3312          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
3313          * kmem_cache_dup, this means no further allocation could happen
3314          * with the slab_mutex held.
3315          *
3316          * Also, because cache creation issue get_online_cpus(), this
3317          * creates a lock chain: memcg_slab_mutex -> cpu_hotplug_mutex,
3318          * that ends up reversed during cpu hotplug. (cpuset allocates
3319          * a bunch of GFP_KERNEL memory during cpuup). Due to all that,
3320          * better to defer everything.
3321          */
3322         memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3323         return cachep;
3324 out:
3325         rcu_read_unlock();
3326         return cachep;
3327 }
3328 EXPORT_SYMBOL(__memcg_kmem_get_cache);
3329
3330 /*
3331  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
3332  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
3333  * need a further commit step to do the final arrangements.
3334  *
3335  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
3336  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
3337  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
3338  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
3339  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
3340  * the compiled-out case as well.
3341  *
3342  * Returning true means the allocation is possible.
3343  */
3344 bool
3345 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
3346 {
3347         struct mem_cgroup *memcg;
3348         int ret;
3349
3350         *_memcg = NULL;
3351
3352         /*
3353          * Disabling accounting is only relevant for some specific memcg
3354          * internal allocations. Therefore we would initially not have such
3355          * check here, since direct calls to the page allocator that are marked
3356          * with GFP_KMEMCG only happen outside memcg core. We are mostly
3357          * concerned with cache allocations, and by having this test at
3358          * memcg_kmem_get_cache, we are already able to relay the allocation to
3359          * the root cache and bypass the memcg cache altogether.
3360          *
3361          * There is one exception, though: the SLUB allocator does not create
3362          * large order caches, but rather service large kmallocs directly from
3363          * the page allocator. Therefore, the following sequence when backed by
3364          * the SLUB allocator:
3365          *
3366          *      memcg_stop_kmem_account();
3367          *      kmalloc(<large_number>)
3368          *      memcg_resume_kmem_account();
3369          *
3370          * would effectively ignore the fact that we should skip accounting,
3371          * since it will drive us directly to this function without passing
3372          * through the cache selector memcg_kmem_get_cache. Such large
3373          * allocations are extremely rare but can happen, for instance, for the
3374          * cache arrays. We bring this test here.
3375          */
3376         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3377                 return true;
3378
3379         memcg = try_get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
3380
3381         /*
3382          * very rare case described in mem_cgroup_from_task. Unfortunately there
3383          * isn't much we can do without complicating this too much, and it would
3384          * be gfp-dependent anyway. Just let it go
3385          */
3386         if (unlikely(!memcg))
3387                 return true;
3388
3389         if (!memcg_can_account_kmem(memcg)) {
3390                 css_put(&memcg->css);
3391                 return true;
3392         }
3393
3394         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, PAGE_SIZE << order);
3395         if (!ret)
3396                 *_memcg = memcg;
3397
3398         css_put(&memcg->css);
3399         return (ret == 0);
3400 }
3401
3402 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3403                               int order)
3404 {
3405         struct page_cgroup *pc;
3406
3407         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3408
3409         /* The page allocation failed. Revert */
3410         if (!page) {
3411                 memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3412                 return;
3413         }
3414
3415         pc = lookup_page_cgroup(page);
3416         lock_page_cgroup(pc);
3417         pc->mem_cgroup = memcg;
3418         SetPageCgroupUsed(pc);
3419         unlock_page_cgroup(pc);
3420 }
3421
3422 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
3423 {
3424         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3425         struct page_cgroup *pc;
3426
3427
3428         pc = lookup_page_cgroup(page);
3429         /*
3430          * Fast unlocked return. Theoretically might have changed, have to
3431          * check again after locking.
3432          */
3433         if (!PageCgroupUsed(pc))
3434                 return;
3435
3436         lock_page_cgroup(pc);
3437         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3438                 memcg = pc->mem_cgroup;
3439                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3440         }
3441         unlock_page_cgroup(pc);
3442
3443         /*
3444          * We trust that only if there is a memcg associated with the page, it
3445          * is a valid allocation
3446          */
3447         if (!memcg)
3448                 return;
3449
3450         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3451         memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3452 }
3453 #else
3454 static inline void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3455 {
3456 }
3457 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3458
3459 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3460
3461 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
3462 /*
3463  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3464  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
3465  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
3466  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
3467  */
3468 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3469 {
3470         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
3471         struct page_cgroup *pc;
3472         struct mem_cgroup *memcg;
3473         int i;
3474
3475         if (mem_cgroup_disabled())
3476                 return;
3477
3478         memcg = head_pc->mem_cgroup;
3479         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3480                 pc = head_pc + i;
3481                 pc->mem_cgroup = memcg;
3482                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
3483                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
3484         }
3485         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
3486                        HPAGE_PMD_NR);
3487 }
3488 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3489
3490 /**
3491  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3492  * @page: the page
3493  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3494  * @pc: page_cgroup of the page.
3495  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3496  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3497  *
3498  * The caller must confirm following.
3499  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3500  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3501  *
3502  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3503  * from old cgroup.
3504  */
3505 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3506                                    unsigned int nr_pages,
3507                                    struct page_cgroup *pc,
3508                                    struct mem_cgroup *from,
3509                                    struct mem_cgroup *to)
3510 {
3511         unsigned long flags;
3512         int ret;
3513         bool anon = PageAnon(page);
3514
3515         VM_BUG_ON(from == to);
3516         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
3517         /*
3518          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3519          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3520          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3521          * hold it.
3522          */
3523         ret = -EBUSY;
3524         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3525                 goto out;
3526
3527         lock_page_cgroup(pc);
3528
3529         ret = -EINVAL;
3530         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
3531                 goto unlock;
3532
3533         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
3534
3535         if (!anon && page_mapped(page)) {
3536                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup */
3537                 preempt_disable();
3538                 __this_cpu_dec(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
3539                 __this_cpu_inc(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
3540                 preempt_enable();
3541         }
3542         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, anon, -nr_pages);
3543
3544         /* caller should have done css_get */
3545         pc->mem_cgroup = to;
3546         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, anon, nr_pages);
3547         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
3548         ret = 0;
3549 unlock:
3550         unlock_page_cgroup(pc);
3551         /*
3552          * check events
3553          */
3554         memcg_check_events(to, page);
3555         memcg_check_events(from, page);
3556 out:
3557         return ret;
3558 }
3559
3560 /**
3561  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
3562  * @page: the page to move
3563  * @pc: page_cgroup of the page
3564  * @child: page's cgroup
3565  *
3566  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
3567  * parent (aka use_hierarchy==0).
3568  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
3569  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
3570  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
3571  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
3572  * on the next attempt and the call should be retried later.
3573  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
3574  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
3575  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
3576  * LRU or vanish.
3577  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
3578  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
3579  * disappear in the next attempt.
3580  */
3581 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
3582                                   struct page_cgroup *pc,
3583                                   struct mem_cgroup *child)
3584 {
3585         struct mem_cgroup *parent;
3586         unsigned int nr_pages;
3587         unsigned long uninitialized_var(flags);
3588         int ret;
3589
3590         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
3591
3592         ret = -EBUSY;
3593         if (!get_page_unless_zero(page))
3594                 goto out;
3595         if (isolate_lru_page(page))
3596                 goto put;
3597
3598         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
3599
3600         parent = parent_mem_cgroup(child);
3601         /*
3602          * If no parent, move charges to root cgroup.
3603          */
3604         if (!parent)
3605                 parent = root_mem_cgroup;
3606
3607         if (nr_pages > 1) {
3608                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3609                 flags = compound_lock_irqsave(page);
3610         }
3611
3612         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
3613                                 pc, child, parent);
3614         if (!ret)
3615                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
3616
3617         if (nr_pages > 1)
3618                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
3619         putback_lru_page(page);
3620 put:
3621         put_page(page);
3622 out:
3623         return ret;
3624 }
3625
3626 /*
3627  * Charge the memory controller for page usage.
3628  * Return
3629  * 0 if the charge was successful
3630  * < 0 if the cgroup is over its limit
3631  */
3632 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3633                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
3634 {
3635         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3636         unsigned int nr_pages = 1;
3637         bool oom = true;
3638         int ret;
3639
3640         if (PageTransHuge(page)) {
3641                 nr_pages <<= compound_order(page);
3642                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3643                 /*
3644                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
3645                  * fault handler will fall back to regular pages.
3646                  */
3647                 oom = false;
3648         }
3649
3650         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
3651         if (ret == -ENOMEM)
3652                 return ret;
3653         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, ctype, false);
3654         return 0;
3655 }
3656
3657 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
3658                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
3659 {
3660         if (mem_cgroup_disabled())
3661                 return 0;
3662         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3663         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3664         VM_BUG_ON(!mm);
3665         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
3666                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3667 }
3668
3669 /*
3670  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
3671  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
3672  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
3673  * "commit()" or removed by "cancel()"
3674  */
3675 static int __mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
3676                                           struct page *page,
3677                                           gfp_t mask,
3678                                           struct mem_cgroup **memcgp)
3679 {
3680         struct mem_cgroup *memcg;
3681         struct page_cgroup *pc;
3682         int ret;
3683
3684         pc = lookup_page_cgroup(page);
3685         /*
3686          * Every swap fault against a single page tries to charge the
3687          * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
3688          * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
3689          * the page lock, which serializes swap cache removal, which
3690          * in turn serializes uncharging.
3691          */
3692         if (PageCgroupUsed(pc))
3693                 return 0;
3694         if (!do_swap_account)
3695                 goto charge_cur_mm;
3696         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
3697         if (!memcg)
3698                 goto charge_cur_mm;
3699         *memcgp = memcg;
3700         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
3701         css_put(&memcg->css);
3702         if (ret == -EINTR)
3703                 ret = 0;
3704         return ret;
3705 charge_cur_mm:
3706         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
3707         if (ret == -EINTR)
3708                 ret = 0;
3709         return ret;
3710 }
3711
3712 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm, struct page *page,
3713                                  gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
3714 {
3715         *memcgp = NULL;
3716         if (mem_cgroup_disabled())
3717                 return 0;
3718         /*
3719          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already
3720          * updated the pte, and even removed page from swap cache: in
3721          * those cases unuse_pte()'s pte_same() test will fail; but
3722          * there's also a KSM case which does need to charge the page.
3723          */
3724         if (!PageSwapCache(page)) {
3725                 int ret;
3726
3727                 ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, 1, memcgp, true);
3728                 if (ret == -EINTR)
3729                         ret = 0;
3730                 return ret;
3731         }
3732         return __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, memcgp);
3733 }
3734
3735 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
3736 {
3737         if (mem_cgroup_disabled())
3738                 return;
3739         if (!memcg)
3740                 return;
3741         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
3742 }
3743
3744 static void
3745 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3746                                         enum charge_type ctype)
3747 {
3748         if (mem_cgroup_disabled())
3749                 return;
3750         if (!memcg)
3751                 return;
3752
3753         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
3754         /*
3755          * Now swap is on-memory. This means this page may be
3756          * counted both as mem and swap....double count.
3757          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
3758          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
3759          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
3760          */
3761         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
3762                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
3763                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
3764         }
3765 }
3766
3767 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
3768                                      struct mem_cgroup *memcg)
3769 {
3770         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
3771                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3772 }
3773
3774 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3775                                 gfp_t gfp_mask)
3776 {
3777         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3778         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3779         int ret;
3780
3781         if (mem_cgroup_disabled())
3782                 return 0;
3783         if (PageCompound(page))
3784                 return 0;
3785
3786         if (!PageSwapCache(page))
3787                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
3788         else { /* page is swapcache/shmem */
3789                 ret = __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page,
3790                                                      gfp_mask, &memcg);
3791                 if (!ret)
3792                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
3793         }
3794         return ret;
3795 }
3796
3797 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
3798                                    unsigned int nr_pages,
3799                                    const enum charge_type ctype)
3800 {
3801         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
3802         bool uncharge_memsw = true;
3803
3804         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
3805         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
3806                 uncharge_memsw = false;
3807
3808         batch = &current->memcg_batch;
3809         /*
3810          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
3811          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
3812          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
3813          */
3814         if (!batch->memcg)
3815                 batch->memcg = memcg;
3816         /*
3817          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
3818          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
3819          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
3820          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
3821          * because we want to do uncharge as soon as possible.
3822          */
3823
3824         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
3825                 goto direct_uncharge;
3826
3827         if (nr_pages > 1)
3828                 goto direct_uncharge;
3829
3830         /*
3831          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
3832          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
3833          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
3834          */
3835         if (batch->memcg != memcg)
3836                 goto direct_uncharge;
3837         /* remember freed charge and uncharge it later */
3838         batch->nr_pages++;
3839         if (uncharge_memsw)
3840                 batch->memsw_nr_pages++;
3841         return;
3842 direct_uncharge:
3843         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
3844         if (uncharge_memsw)
3845                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
3846         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
3847                 memcg_oom_recover(memcg);
3848 }
3849
3850 /*
3851  * uncharge if !page_mapped(page)
3852  */
3853 static struct mem_cgroup *
3854 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype,
3855                              bool end_migration)
3856 {
3857         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3858         unsigned int nr_pages = 1;
3859         struct page_cgroup *pc;
3860         bool anon;
3861
3862         if (mem_cgroup_disabled())
3863                 return NULL;
3864
3865         if (PageTransHuge(page)) {
3866                 nr_pages <<= compound_order(page);
3867                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3868         }
3869         /*
3870          * Check if our page_cgroup is valid
3871          */
3872         pc = lookup_page_cgroup(page);
3873         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
3874                 return NULL;
3875
3876         lock_page_cgroup(pc);
3877
3878         memcg = pc->mem_cgroup;
3879
3880         if (!PageCgroupUsed(pc))
3881                 goto unlock_out;
3882
3883         anon = PageAnon(page);
3884
3885         switch (ctype) {
3886         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON:
3887                 /*
3888                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
3889                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
3890                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
3891                  */
3892                 anon = true;
3893                 /* fallthrough */
3894         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
3895                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
3896                 if (page_mapped(page))
3897                         goto unlock_out;
3898                 /*
3899                  * Pages under migration may not be uncharged.  But
3900                  * end_migration() /must/ be the one uncharging the
3901                  * unused post-migration page and so it has to call
3902                  * here with the migration bit still set.  See the
3903                  * res_counter handling below.
3904                  */
3905                 if (!end_migration && PageCgroupMigration(pc))
3906                         goto unlock_out;
3907                 break;
3908         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
3909                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
3910                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
3911                                 goto unlock_out;
3912                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
3913                                 goto unlock_out;
3914                 break;
3915         default:
3916                 break;
3917         }
3918
3919         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, -nr_pages);
3920
3921         ClearPageCgroupUsed(pc);
3922         /*
3923          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
3924          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
3925          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
3926          * special functions.
3927          */
3928
3929         unlock_page_cgroup(pc);
3930         /*
3931          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
3932          * will never be freed, so it's safe to call css_get().
3933          */
3934         memcg_check_events(memcg, page);
3935         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
3936                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
3937                 css_get(&memcg->css);
3938         }
3939         /*
3940          * Migration does not charge the res_counter for the
3941          * replacement page, so leave it alone when phasing out the
3942          * page that is unused after the migration.
3943          */
3944         if (!end_migration && !mem_cgroup_is_root(memcg))
3945                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
3946
3947         return memcg;
3948
3949 unlock_out:
3950         unlock_page_cgroup(pc);
3951         return NULL;
3952 }
3953
3954 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
3955 {
3956         /* early check. */
3957         if (page_mapped(page))
3958                 return;
3959         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3960         /*
3961          * If the page is in swap cache, uncharge should be deferred
3962          * to the swap path, which also properly accounts swap usage
3963          * and handles memcg lifetime.
3964          *
3965          * Note that this check is not stable and reclaim may add the
3966          * page to swap cache at any time after this.  However, if the
3967          * page is not in swap cache by the time page->mapcount hits
3968          * 0, there won't be any page table references to the swap
3969          * slot, and reclaim will free it and not actually write the
3970          * page to disk.
3971          */
3972         if (PageSwapCache(page))
3973                 return;
3974         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
3975 }
3976
3977 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
3978 {
3979         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3980         VM_BUG_ON(page->mapping);
3981         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE, false);
3982 }
3983
3984 /*
3985  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
3986  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
3987  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
3988  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
3989  * This may be called prural(2) times in a context,
3990  */
3991
3992 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
3993 {
3994         current->memcg_batch.do_batch++;
3995         /* We can do nest. */
3996         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
3997                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
3998                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
3999                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
4000         }
4001 }
4002
4003 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
4004 {
4005         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
4006
4007         if (!batch->do_batch)
4008                 return;
4009
4010         batch->do_batch--;
4011         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
4012                 return;
4013
4014         if (!batch->memcg)
4015                 return;
4016         /*
4017          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
4018          * bacause we hide charges behind us.
4019          */
4020         if (batch->nr_pages)
4021                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
4022                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
4023         if (batch->memsw_nr_pages)
4024                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
4025                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
4026         memcg_oom_recover(batch->memcg);
4027         /* forget this pointer (for sanity check) */
4028         batch->memcg = NULL;
4029 }
4030
4031 #ifdef CONFIG_SWAP
4032 /*
4033  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
4034  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
4035  */
4036 void
4037 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
4038 {
4039         struct mem_cgroup *memcg;
4040         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
4041
4042         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
4043                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
4044
4045         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype, false);
4046
4047         /*
4048          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
4049          * css_get() was called in uncharge().
4050          */
4051         if (do_swap_account && swapout && memcg)
4052                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
4053 }
4054 #endif
4055
4056 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4057 /*
4058  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
4059  * uncharge "memsw" account.
4060  */
4061 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
4062 {
4063         struct mem_cgroup *memcg;
4064         unsigned short id;
4065
4066         if (!do_swap_account)
4067                 return;
4068
4069         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
4070         rcu_read_lock();
4071         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
4072         if (memcg) {
4073                 /*
4074                  * We uncharge this because swap is freed.
4075                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
4076                  */
4077                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4078                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
4079                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
4080                 css_put(&memcg->css);
4081         }
4082         rcu_read_unlock();
4083 }
4084
4085 /**
4086  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
4087  * @entry: swap entry to be moved
4088  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
4089  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
4090  *
4091  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
4092  * as the mem_cgroup's id of @from.
4093  *
4094  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
4095  *
4096  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
4097  * both res and memsw, and called css_get().
4098  */
4099 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4100                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4101 {
4102         unsigned short old_id, new_id;
4103
4104         old_id = css_id(&from->css);
4105         new_id = css_id(&to->css);
4106
4107         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
4108                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
4109                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
4110                 /*
4111                  * This function is only called from task migration context now.
4112                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
4113                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
4114                  * improvement. But we cannot postpone css_get(to)  because if
4115                  * the process that has been moved to @to does swap-in, the
4116                  * refcount of @to might be decreased to 0.
4117                  *
4118                  * We are in attach() phase, so the cgroup is guaranteed to be
4119                  * alive, so we can just call css_get().
4120                  */
4121                 css_get(&to->css);
4122                 return 0;
4123         }
4124         return -EINVAL;
4125 }
4126 #else
4127 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4128                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4129 {
4130         return -EINVAL;
4131 }
4132 #endif
4133
4134 /*
4135  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
4136  * page belongs to.
4137  */
4138 void mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page, struct page *newpage,
4139                                   struct mem_cgroup **memcgp)
4140 {
4141         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4142         unsigned int nr_pages = 1;
4143         struct page_cgroup *pc;
4144         enum charge_type ctype;
4145
4146         *memcgp = NULL;
4147
4148         if (mem_cgroup_disabled())
4149                 return;
4150
4151         if (PageTransHuge(page))
4152                 nr_pages <<= compound_order(page);
4153
4154         pc = lookup_page_cgroup(page);
4155         lock_page_cgroup(pc);
4156         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4157                 memcg = pc->mem_cgroup;
4158                 css_get(&memcg->css);
4159                 /*
4160                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
4161                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
4162                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
4163                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
4164                  * until end_migration() is called
4165                  *
4166                  * Corner Case Thinking
4167                  * A)
4168                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
4169                  * while migration was ongoing.
4170                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
4171                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
4172                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
4173                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
4174                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
4175                  *
4176                  * B)
4177                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
4178                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
4179                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
4180                  * without charging it again.
4181                  *
4182                  * C)
4183                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
4184                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
4185                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
4186                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
4187                  */
4188                 if (PageAnon(page))
4189                         SetPageCgroupMigration(pc);
4190         }
4191         unlock_page_cgroup(pc);
4192         /*
4193          * If the page is not charged at this point,
4194          * we return here.
4195          */
4196         if (!memcg)
4197                 return;
4198
4199         *memcgp = memcg;
4200         /*
4201          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
4202          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
4203          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
4204          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
4205          */
4206         if (PageAnon(page))
4207                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON;
4208         else
4209                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4210         /*
4211          * The page is committed to the memcg, but it's not actually
4212          * charged to the res_counter since we plan on replacing the
4213          * old one and only one page is going to be left afterwards.
4214          */
4215         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, nr_pages, ctype, false);
4216 }
4217
4218 /* remove redundant charge if migration failed*/
4219 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
4220         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
4221 {
4222         struct page *used, *unused;
4223         struct page_cgroup *pc;
4224         bool anon;
4225
4226         if (!memcg)
4227                 return;
4228
4229         if (!migration_ok) {
4230                 used = oldpage;
4231                 unused = newpage;
4232         } else {
4233                 used = newpage;
4234                 unused = oldpage;
4235         }
4236         anon = PageAnon(used);
4237         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
4238                                      anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON
4239                                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE,
4240                                      true);
4241         css_put(&memcg->css);
4242         /*
4243          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
4244          * of the page goes down to zero, temporarly.
4245          * Clear the flag and check the page should be charged.
4246          */
4247         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4248         lock_page_cgroup(pc);
4249         ClearPageCgroupMigration(pc);
4250         unlock_page_cgroup(pc);
4251
4252         /*
4253          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
4254          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
4255          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
4256          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
4257          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
4258          * check. (see prepare_charge() also)
4259          */
4260         if (anon)
4261                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
4262 }
4263
4264 /*
4265  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
4266  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
4267  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
4268  */
4269 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
4270                                   struct page *newpage)
4271 {
4272         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4273         struct page_cgroup *pc;
4274         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4275
4276         if (mem_cgroup_disabled())
4277                 return;
4278
4279         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4280         /* fix accounting on old pages */
4281         lock_page_cgroup(pc);
4282         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4283                 memcg = pc->mem_cgroup;
4284                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, oldpage, false, -1);
4285                 ClearPageCgroupUsed(pc);
4286         }
4287         unlock_page_cgroup(pc);
4288
4289         /*
4290          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
4291          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
4292          */
4293         if (!memcg)
4294                 return;
4295         /*
4296          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
4297          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
4298          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
4299          */
4300         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
4301 }
4302
4303 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4304 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
4305 {
4306         struct page_cgroup *pc;
4307
4308         pc = lookup_page_cgroup(page);
4309         /*
4310          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
4311          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
4312          * or when mem_cgroup_disabled().
4313          */
4314         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
4315                 return pc;
4316         return NULL;
4317 }
4318
4319 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
4320 {
4321         if (mem_cgroup_disabled())
4322                 return false;
4323
4324         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
4325 }
4326
4327 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
4328 {
4329         struct page_cgroup *pc;
4330
4331         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
4332         if (pc) {
4333                 pr_alert("pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
4334                          pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
4335         }
4336 }
4337 #endif
4338
4339 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4340                                 unsigned long long val)
4341 {
4342         int retry_count;
4343         u64 memswlimit, memlimit;
4344         int ret = 0;
4345         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4346         u64 curusage, oldusage;
4347         int enlarge;
4348
4349         /*
4350          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
4351          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
4352          * of # of children which we should visit in this loop.
4353          */
4354         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
4355
4356         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4357
4358         enlarge = 0;
4359         while (retry_count) {
4360                 if (signal_pending(current)) {
4361                         ret = -EINTR;
4362                         break;
4363                 }
4364                 /*
4365                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4366                  * open coded manner. You see what this really does.
4367                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4368                  */
4369                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4370                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4371                 if (memswlimit < val) {
4372                         ret = -EINVAL;
4373                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4374                         break;
4375                 }
4376
4377                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4378                 if (memlimit < val)
4379                         enlarge = 1;
4380
4381                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
4382                 if (!ret) {
4383                         if (memswlimit == val)
4384                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4385                         else
4386                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4387                 }
4388                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4389
4390                 if (!ret)
4391                         break;
4392
4393                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4394                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4395                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4396                 /* Usage is reduced ? */
4397                 if (curusage >= oldusage)
4398                         retry_count--;
4399                 else
4400                         oldusage = curusage;
4401         }
4402         if (!ret && enlarge)
4403                 memcg_oom_recover(memcg);
4404
4405         return ret;
4406 }
4407
4408 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4409                                         unsigned long long val)
4410 {
4411         int retry_count;
4412         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
4413         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4414         int ret = -EBUSY;
4415         int enlarge = 0;
4416
4417         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
4418         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4419         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4420         while (retry_count) {
4421                 if (signal_pending(current)) {
4422                         ret = -EINTR;
4423                         break;
4424                 }
4425                 /*
4426                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4427                  * open coded manner. You see what this really does.
4428                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4429                  */
4430                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4431                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4432                 if (memlimit > val) {
4433                         ret = -EINVAL;
4434                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4435                         break;
4436                 }
4437                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4438                 if (memswlimit < val)
4439                         enlarge = 1;
4440                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
4441                 if (!ret) {
4442                         if (memlimit == val)
4443                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4444                         else
4445                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4446                 }
4447                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4448
4449                 if (!ret)
4450                         break;
4451
4452                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4453                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
4454                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4455                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4456                 /* Usage is reduced ? */
4457                 if (curusage >= oldusage)
4458                         retry_count--;
4459                 else
4460                         oldusage = curusage;
4461         }
4462         if (!ret && enlarge)
4463                 memcg_oom_recover(memcg);
4464         return ret;
4465 }
4466
4467 /**
4468  * mem_cgroup_force_empty_list - clears LRU of a group
4469  * @memcg: group to clear
4470  * @node: NUMA node
4471  * @zid: zone id
4472  * @lru: lru to to clear
4473  *
4474  * Traverse a specified page_cgroup list and try to drop them all.  This doesn't
4475  * reclaim the pages page themselves - pages are moved to the parent (or root)
4476  * group.
4477  */
4478 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
4479                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
4480 {
4481         struct lruvec *lruvec;
4482         unsigned long flags;
4483         struct list_head *list;
4484         struct page *busy;
4485         struct zone *zone;
4486
4487         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
4488         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
4489         list = &lruvec->lists[lru];
4490
4491         busy = NULL;
4492         do {
4493                 struct page_cgroup *pc;
4494                 struct page *page;
4495
4496                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
4497                 if (list_empty(list)) {
4498                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4499                         break;
4500                 }
4501                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
4502                 if (busy == page) {
4503                         list_move(&page->lru, list);
4504                         busy = NULL;
4505                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4506                         continue;
4507                 }
4508                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4509
4510                 pc = lookup_page_cgroup(page);
4511
4512                 if (mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg)) {
4513                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
4514                         busy = page;
4515                         cond_resched();
4516                 } else
4517                         busy = NULL;
4518         } while (!list_empty(list));
4519 }
4520
4521 /*
4522  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task by moving
4523  * all the charges and pages to the parent.
4524  * This enables deleting this mem_cgroup.
4525  *
4526  * Caller is responsible for holding css reference on the memcg.
4527  */
4528 static void mem_cgroup_reparent_charges(struct mem_cgroup *memcg)
4529 {
4530         int node, zid;
4531         u64 usage;
4532
4533         do {
4534                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
4535                 lru_add_drain_all();
4536                 drain_all_stock_sync(memcg);
4537                 mem_cgroup_start_move(memcg);
4538                 for_each_node_state(node, N_MEMORY) {
4539                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4540                                 enum lru_list lru;
4541                                 for_each_lru(lru) {
4542                                         mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
4543                                                         node, zid, lru);
4544                                 }
4545                         }
4546                 }
4547                 mem_cgroup_end_move(memcg);
4548                 memcg_oom_recover(memcg);
4549                 cond_resched();
4550
4551                 /*
4552                  * Kernel memory may not necessarily be trackable to a specific
4553                  * process. So they are not migrated, and therefore we can't
4554                  * expect their value to drop to 0 here.
4555                  * Having res filled up with kmem only is enough.
4556                  *
4557                  * This is a safety check because mem_cgroup_force_empty_list
4558                  * could have raced with mem_cgroup_replace_page_cache callers
4559                  * so the lru seemed empty but the page could have been added
4560                  * right after the check. RES_USAGE should be safe as we always
4561                  * charge before adding to the LRU.
4562                  */
4563                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) -
4564                         res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE);
4565         } while (usage > 0);
4566 }
4567
4568 /*
4569  * This mainly exists for tests during the setting of set of use_hierarchy.
4570  * Since this is the very setting we are changing, the current hierarchy value
4571  * is meaningless
4572  */
4573 static inline bool __memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4574 {
4575         struct cgroup_subsys_state *pos;
4576
4577         /* bounce at first found */
4578         css_for_each_child(pos, &memcg->css)
4579                 return true;
4580         return false;
4581 }
4582
4583 /*
4584  * Must be called with memcg_create_mutex held, unless the cgroup is guaranteed
4585  * to be already dead (as in mem_cgroup_force_empty, for instance).  This is
4586  * from mem_cgroup_count_children(), in the sense that we don't really care how
4587  * many children we have; we only need to know if we have any.  It also counts
4588  * any memcg without hierarchy as infertile.
4589  */
4590 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4591 {
4592         return memcg->use_hierarchy && __memcg_has_children(memcg);
4593 }
4594
4595 /*
4596  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
4597  * the rest to the parent.
4598  *
4599  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
4600  */
4601 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
4602 {
4603         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4604         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
4605
4606         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
4607         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
4608                 return -EBUSY;
4609
4610         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
4611         lru_add_drain_all();
4612         /* try to free all pages in this cgroup */
4613         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
4614                 int progress;
4615
4616                 if (signal_pending(current))
4617                         return -EINTR;
4618
4619                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
4620                                                 false);
4621                 if (!progress) {
4622                         nr_retries--;
4623                         /* maybe some writeback is necessary */
4624                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
4625                 }
4626
4627         }
4628         lru_add_drain();
4629         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
4630
4631         return 0;
4632 }
4633
4634 static int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4635                                         unsigned int event)
4636 {
4637         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4638
4639         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
4640                 return -EINVAL;
4641         return mem_cgroup_force_empty(memcg);
4642 }
4643
4644 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4645                                      struct cftype *cft)
4646 {
4647         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
4648 }
4649
4650 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4651                                       struct cftype *cft, u64 val)
4652 {
4653         int retval = 0;
4654         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4655         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
4656
4657         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4658
4659         if (memcg->use_hierarchy == val)
4660                 goto out;
4661
4662         /*
4663          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
4664          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
4665          * occur, provided the current cgroup has no children.
4666          *
4667          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
4668          * set if there are no children.
4669          */
4670         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
4671                                 (val == 1 || val == 0)) {
4672                 if (!__memcg_has_children(memcg))
4673                         memcg->use_hierarchy = val;
4674                 else
4675                         retval = -EBUSY;
4676         } else
4677                 retval = -EINVAL;
4678
4679 out:
4680         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4681
4682         return retval;
4683 }
4684
4685
4686 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
4687                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
4688 {
4689         struct mem_cgroup *iter;
4690         long val = 0;
4691
4692         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
4693         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4694                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
4695
4696         if (val < 0) /* race ? */
4697                 val = 0;
4698         return val;
4699 }
4700
4701 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4702 {
4703         u64 val;
4704
4705         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
4706                 if (!swap)
4707                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4708                 else
4709                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4710         }
4711
4712         /*
4713          * Transparent hugepages are still accounted for in MEM_CGROUP_STAT_RSS
4714          * as well as in MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE.
4715          */
4716         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
4717         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
4718
4719         if (swap)
4720                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
4721
4722         return val << PAGE_SHIFT;
4723 }
4724
4725 static ssize_t mem_cgroup_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4726                                struct cftype *cft, struct file *file,
4727                                char __user *buf, size_t nbytes, loff_t *ppos)
4728 {
4729         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4730         char str[64];
4731         u64 val;
4732         int name, len;
4733         enum res_type type;
4734
4735         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4736         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
4737
4738         switch (type) {
4739         case _MEM:
4740                 if (name == RES_USAGE)
4741                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4742                 else
4743                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
4744                 break;
4745         case _MEMSWAP:
4746                 if (name == RES_USAGE)
4747                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4748                 else
4749                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
4750                 break;
4751         case _KMEM:
4752                 val = res_counter_read_u64(&memcg->kmem, name);
4753                 break;
4754         default:
4755                 BUG();
4756         }
4757
4758         len = scnprintf(str, sizeof(str), "%llu\n", (unsigned long long)val);
4759         return simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, str, len);
4760 }
4761
4762 static int memcg_update_kmem_limit(struct cgroup_subsys_state *css, u64 val)
4763 {
4764         int ret = -EINVAL;
4765 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4766         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4767         /*
4768          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
4769          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
4770          * already joined.
4771          *
4772          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
4773          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
4774          * place, which makes the value quite meaningless.
4775          *
4776          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
4777          * of course permitted.
4778          */
4779         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4780         mutex_lock(&set_limit_mutex);
4781         if (!memcg->kmem_account_flags && val != RESOURCE_MAX) {
4782                 if (cgroup_task_count(css->cgroup) || memcg_has_children(memcg)) {
4783                         ret = -EBUSY;
4784                         goto out;
4785                 }
4786                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
4787                 VM_BUG_ON(ret);
4788
4789                 ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
4790                 if (ret) {
4791                         res_counter_set_limit(&memcg->kmem, RESOURCE_MAX);
4792                         goto out;
4793                 }
4794                 static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
4795                 /*
4796                  * setting the active bit after the inc will guarantee no one
4797                  * starts accounting before all call sites are patched
4798                  */
4799                 memcg_kmem_set_active(memcg);
4800         } else
4801                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
4802 out:
4803         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4804         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4805 #endif
4806         return ret;
4807 }
4808
4809 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4810 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
4811 {
4812         int ret = 0;
4813         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
4814         if (!parent)
4815                 goto out;
4816
4817         memcg->kmem_account_flags = parent->kmem_account_flags;
4818         /*
4819          * When that happen, we need to disable the static branch only on those
4820          * memcgs that enabled it. To achieve this, we would be forced to
4821          * complicate the code by keeping track of which memcgs were the ones
4822          * that actually enabled limits, and which ones got it from its
4823          * parents.
4824          *
4825          * It is a lot simpler just to do static_key_slow_inc() on every child
4826          * that is accounted.
4827          */
4828         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
4829                 goto out;
4830
4831         /*
4832          * __mem_cgroup_free() will issue static_key_slow_dec() because this
4833          * memcg is active already. If the later initialization fails then the
4834          * cgroup core triggers the cleanup so we do not have to do it here.
4835          */
4836         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
4837
4838         mutex_lock(&set_limit_mutex);
4839         memcg_stop_kmem_account();
4840         ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
4841         memcg_resume_kmem_account();
4842         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4843 out:
4844         return ret;
4845 }
4846 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
4847
4848 /*
4849  * The user of this function is...
4850  * RES_LIMIT.
4851  */
4852 static int mem_cgroup_write(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft,
4853                             const char *buffer)
4854 {
4855         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4856         enum res_type type;
4857         int name;
4858         unsigned long long val;
4859         int ret;
4860
4861         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4862         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
4863
4864         switch (name) {
4865         case RES_LIMIT:
4866                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
4867                         ret = -EINVAL;
4868                         break;
4869                 }
4870                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
4871                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
4872                 if (ret)
4873                         break;
4874                 if (type == _MEM)
4875                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
4876                 else if (type == _MEMSWAP)
4877                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
4878                 else if (type == _KMEM)
4879                         ret = memcg_update_kmem_limit(css, val);
4880                 else
4881                         return -EINVAL;
4882                 break;
4883         case RES_SOFT_LIMIT:
4884                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
4885                 if (ret)
4886                         break;
4887                 /*
4888                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
4889                  * of semantics, for now, we support soft limits for
4890                  * control without swap
4891                  */
4892                 if (type == _MEM)
4893                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
4894                 else
4895                         ret = -EINVAL;
4896                 break;
4897         default:
4898                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
4899                 break;
4900         }
4901         return ret;
4902 }
4903
4904 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4905                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
4906 {
4907         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
4908
4909         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4910         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4911         if (!memcg->use_hierarchy)
4912                 goto out;
4913
4914         while (css_parent(&memcg->css)) {
4915                 memcg = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
4916                 if (!memcg->use_hierarchy)
4917                         break;
4918                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4919                 min_limit = min(min_limit, tmp);
4920                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4921                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
4922         }
4923 out:
4924         *mem_limit = min_limit;
4925         *memsw_limit = min_memsw_limit;
4926 }
4927
4928 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup_subsys_state *css, unsigned int event)
4929 {
4930         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4931         int name;
4932         enum res_type type;
4933
4934         type = MEMFILE_TYPE(event);
4935         name = MEMFILE_ATTR(event);
4936
4937         switch (name) {
4938         case RES_MAX_USAGE:
4939                 if (type == _MEM)
4940                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
4941                 else if (type == _MEMSWAP)
4942                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
4943                 else if (type == _KMEM)
4944                         res_counter_reset_max(&memcg->kmem);
4945                 else
4946                         return -EINVAL;
4947                 break;
4948         case RES_FAILCNT:
4949                 if (type == _MEM)
4950                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
4951                 else if (type == _MEMSWAP)
4952                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
4953                 else if (type == _KMEM)
4954                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->kmem);
4955                 else
4956                         return -EINVAL;
4957                 break;
4958         }
4959
4960         return 0;
4961 }
4962
4963 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4964                                         struct cftype *cft)
4965 {
4966         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
4967 }
4968
4969 #ifdef CONFIG_MMU
4970 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4971                                         struct cftype *cft, u64 val)
4972 {
4973         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4974
4975         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
4976                 return -EINVAL;
4977
4978         /*
4979          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
4980          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
4981          * on with stale data. This means that changes to this value will only
4982          * affect task migrations starting after the change.
4983          */
4984         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
4985         return 0;
4986 }
4987 #else
4988 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4989                                         struct cftype *cft, u64 val)
4990 {
4991         return -ENOSYS;
4992 }
4993 #endif
4994
4995 #ifdef CONFIG_NUMA
4996 static int memcg_numa_stat_show(struct cgroup_subsys_state *css,
4997                                 struct cftype *cft, struct seq_file *m)
4998 {
4999         int nid;
5000         unsigned long total_nr, file_nr, anon_nr, unevictable_nr;
5001         unsigned long node_nr;
5002         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5003
5004         total_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL);
5005         seq_printf(m, "total=%lu", total_nr);
5006         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5007                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL);
5008                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5009         }
5010         seq_putc(m, '\n');
5011
5012         file_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_FILE);
5013         seq_printf(m, "file=%lu", file_nr);
5014         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5015                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5016                                 LRU_ALL_FILE);
5017                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5018         }
5019         seq_putc(m, '\n');
5020
5021         anon_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_ANON);
5022         seq_printf(m, "anon=%lu", anon_nr);
5023         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5024                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5025                                 LRU_ALL_ANON);
5026                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5027         }
5028         seq_putc(m, '\n');
5029
5030         unevictable_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
5031         seq_printf(m, "unevictable=%lu", unevictable_nr);
5032         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5033                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5034                                 BIT(LRU_UNEVICTABLE));
5035                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5036         }
5037         seq_putc(m, '\n');
5038         return 0;
5039 }
5040 #endif /* CONFIG_NUMA */
5041
5042 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
5043 {
5044         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
5045 }
5046
5047 static int memcg_stat_show(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft,
5048                                  struct seq_file *m)
5049 {
5050         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5051         struct mem_cgroup *mi;
5052         unsigned int i;
5053
5054         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5055                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5056                         continue;
5057                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
5058                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
5059         }
5060
5061         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
5062                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
5063                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
5064
5065         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
5066                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
5067                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
5068
5069         /* Hierarchical information */
5070         {
5071                 unsigned long long limit, memsw_limit;
5072                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
5073                 seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n", limit);
5074                 if (do_swap_account)
5075                         seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
5076                                    memsw_limit);
5077         }
5078
5079         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5080                 long long val = 0;
5081
5082                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5083                         continue;
5084                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5085                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
5086                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
5087         }
5088
5089         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
5090                 unsigned long long val = 0;
5091
5092                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5093                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
5094                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
5095                            mem_cgroup_events_names[i], val);
5096         }
5097
5098         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
5099                 unsigned long long val = 0;
5100
5101                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5102                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
5103                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
5104         }
5105
5106 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5107         {
5108                 int nid, zid;
5109                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5110                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
5111                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
5112                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
5113
5114                 for_each_online_node(nid)
5115                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
5116                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
5117                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
5118
5119                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
5120                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
5121                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
5122                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
5123                         }
5124                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
5125                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
5126                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
5127                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
5128         }
5129 #endif
5130
5131         return 0;
5132 }
5133
5134 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5135                                       struct cftype *cft)
5136 {
5137         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5138
5139         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
5140 }
5141
5142 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5143                                        struct cftype *cft, u64 val)
5144 {
5145         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5146         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5147
5148         if (val > 100 || !parent)
5149                 return -EINVAL;
5150
5151         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5152
5153         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
5154         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5155                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5156                 return -EINVAL;
5157         }
5158
5159         memcg->swappiness = val;
5160
5161         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5162
5163         return 0;
5164 }
5165
5166 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5167 {
5168         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
5169         u64 usage;
5170         int i;
5171
5172         rcu_read_lock();
5173         if (!swap)
5174                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
5175         else
5176                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
5177
5178         if (!t)
5179                 goto unlock;
5180
5181         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
5182
5183         /*
5184          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
5185          * If it's not true, a threshold was crossed after last
5186          * call of __mem_cgroup_threshold().
5187          */
5188         i = t->current_threshold;
5189
5190         /*
5191          * Iterate backward over array of thresholds starting from
5192          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
5193          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
5194          * only one element of the array here.
5195          */
5196         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
5197                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5198
5199         /* i = current_threshold + 1 */
5200         i++;
5201
5202         /*
5203          * Iterate forward over array of thresholds starting from
5204          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
5205          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
5206          * only one element of the array here.
5207          */
5208         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
5209                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5210
5211         /* Update current_threshold */
5212         t->current_threshold = i - 1;
5213 unlock:
5214         rcu_read_unlock();
5215 }
5216
5217 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
5218 {
5219         while (memcg) {
5220                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
5221                 if (do_swap_account)
5222                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
5223
5224                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5225         }
5226 }
5227
5228 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
5229 {
5230         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
5231         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
5232
5233         if (_a->threshold > _b->threshold)
5234                 return 1;
5235
5236         if (_a->threshold < _b->threshold)
5237                 return -1;
5238
5239         return 0;
5240 }
5241
5242 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
5243 {
5244         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
5245
5246         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
5247                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
5248         return 0;
5249 }
5250
5251 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
5252 {
5253         struct mem_cgroup *iter;
5254
5255         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5256                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
5257 }
5258
5259 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5260         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5261 {
5262         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5263         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5264         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5265         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5266         u64 threshold, usage;
5267         int i, size, ret;
5268
5269         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
5270         if (ret)
5271                 return ret;
5272
5273         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5274
5275         if (type == _MEM)
5276                 thresholds = &memcg->thresholds;
5277         else if (type == _MEMSWAP)
5278                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5279         else
5280                 BUG();
5281
5282         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5283
5284         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
5285         if (thresholds->primary)
5286                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5287
5288         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
5289
5290         /* Allocate memory for new array of thresholds */
5291         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5292                         GFP_KERNEL);
5293         if (!new) {
5294                 ret = -ENOMEM;
5295                 goto unlock;
5296         }
5297         new->size = size;
5298
5299         /* Copy thresholds (if any) to new array */
5300         if (thresholds->primary) {
5301                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
5302                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
5303         }
5304
5305         /* Add new threshold */
5306         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
5307         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
5308
5309         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
5310         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5311                         compare_thresholds, NULL);
5312
5313         /* Find current threshold */
5314         new->current_threshold = -1;
5315         for (i = 0; i < size; i++) {
5316                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
5317                         /*
5318                          * new->current_threshold will not be used until
5319                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5320                          * it here.
5321                          */
5322                         ++new->current_threshold;
5323                 } else
5324                         break;
5325         }
5326
5327         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
5328         kfree(thresholds->spare);
5329         thresholds->spare = thresholds->primary;
5330
5331         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5332
5333         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5334         synchronize_rcu();
5335
5336 unlock:
5337         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5338
5339         return ret;
5340 }
5341
5342 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5343         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5344 {
5345         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5346         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5347         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5348         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5349         u64 usage;
5350         int i, j, size;
5351
5352         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5353         if (type == _MEM)
5354                 thresholds = &memcg->thresholds;
5355         else if (type == _MEMSWAP)
5356                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5357         else
5358                 BUG();
5359
5360         if (!thresholds->primary)
5361                 goto unlock;
5362
5363         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5364
5365         /* Check if a threshold crossed before removing */
5366         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5367
5368         /* Calculate new number of threshold */
5369         size = 0;
5370         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5371                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
5372                         size++;
5373         }
5374
5375         new = thresholds->spare;
5376
5377         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
5378         if (!size) {
5379                 kfree(new);
5380                 new = NULL;
5381                 goto swap_buffers;
5382         }
5383
5384         new->size = size;
5385
5386         /* Copy thresholds and find current threshold */
5387         new->current_threshold = -1;
5388         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5389                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
5390                         continue;
5391
5392                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
5393                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
5394                         /*
5395                          * new->current_threshold will not be used
5396                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5397                          * it here.
5398                          */
5399                         ++new->current_threshold;
5400                 }
5401                 j++;
5402         }
5403
5404 swap_buffers:
5405         /* Swap primary and spare array */
5406         thresholds->spare = thresholds->primary;
5407         /* If all events are unregistered, free the spare array */
5408         if (!new) {
5409                 kfree(thresholds->spare);
5410                 thresholds->spare = NULL;
5411         }
5412
5413         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5414
5415         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5416         synchronize_rcu();
5417 unlock:
5418         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5419 }
5420
5421 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5422         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5423 {
5424         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5425         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
5426         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5427
5428         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5429         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5430         if (!event)
5431                 return -ENOMEM;
5432
5433         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5434
5435         event->eventfd = eventfd;
5436         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
5437
5438         /* already in OOM ? */
5439         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5440                 eventfd_signal(eventfd, 1);
5441         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5442
5443         return 0;
5444 }
5445
5446 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5447         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5448 {
5449         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5450         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
5451         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5452
5453         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5454
5455         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5456
5457         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
5458                 if (ev->eventfd == eventfd) {
5459                         list_del(&ev->list);
5460                         kfree(ev);
5461                 }
5462         }
5463
5464         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5465 }
5466
5467 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5468         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
5469 {
5470         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5471
5472         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", memcg->oom_kill_disable);
5473
5474         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5475                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
5476         else
5477                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
5478         return 0;
5479 }
5480
5481 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5482         struct cftype *cft, u64 val)
5483 {
5484         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5485         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5486
5487         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
5488         if (!parent || !((val == 0) || (val == 1)))
5489                 return -EINVAL;
5490
5491         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5492         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
5493         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5494                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5495                 return -EINVAL;
5496         }
5497         memcg->oom_kill_disable = val;
5498         if (!val)
5499                 memcg_oom_recover(memcg);
5500         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5501         return 0;
5502 }
5503
5504 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5505 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5506 {
5507         int ret;
5508
5509         memcg->kmemcg_id = -1;
5510         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
5511         if (ret)
5512                 return ret;
5513
5514         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
5515 }
5516
5517 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5518 {
5519         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
5520 }
5521
5522 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5523 {
5524         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5525                 return;
5526
5527         /*
5528          * kmem charges can outlive the cgroup. In the case of slab
5529          * pages, for instance, a page contain objects from various
5530          * processes. As we prevent from taking a reference for every
5531          * such allocation we have to be careful when doing uncharge
5532          * (see memcg_uncharge_kmem) and here during offlining.
5533          *
5534          * The idea is that that only the _last_ uncharge which sees
5535          * the dead memcg will drop the last reference. An additional
5536          * reference is taken here before the group is marked dead
5537          * which is then paired with css_put during uncharge resp. here.
5538          *
5539          * Although this might sound strange as this path is called from
5540          * css_offline() when the referencemight have dropped down to 0
5541          * and shouldn't be incremented anymore (css_tryget would fail)
5542          * we do not have other options because of the kmem allocations
5543          * lifetime.
5544          */
5545         css_get(&memcg->css);
5546
5547         memcg_kmem_mark_dead(memcg);
5548
5549         if (res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0)
5550                 return;
5551
5552         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
5553                 css_put(&memcg->css);
5554 }
5555 #else
5556 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5557 {
5558         return 0;
5559 }
5560
5561 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5562 {
5563 }
5564
5565 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5566 {
5567 }
5568 #endif
5569
5570 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
5571         {
5572                 .name = "usage_in_bytes",
5573                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
5574                 .read = mem_cgroup_read,
5575                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
5576                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
5577         },
5578         {
5579                 .name = "max_usage_in_bytes",
5580                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
5581                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5582                 .read = mem_cgroup_read,
5583         },
5584         {
5585                 .name = "limit_in_bytes",
5586                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
5587                 .write_string = mem_cgroup_write,
5588                 .read = mem_cgroup_read,
5589         },
5590         {
5591                 .name = "soft_limit_in_bytes",
5592                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
5593                 .write_string = mem_cgroup_write,
5594                 .read = mem_cgroup_read,
5595         },
5596         {
5597                 .name = "failcnt",
5598                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
5599                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5600                 .read = mem_cgroup_read,
5601         },
5602         {
5603                 .name = "stat",
5604                 .read_seq_string = memcg_stat_show,
5605         },
5606         {
5607                 .name = "force_empty",
5608                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
5609         },
5610         {
5611                 .name = "use_hierarchy",
5612                 .flags = CFTYPE_INSANE,
5613                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
5614                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
5615         },
5616         {
5617                 .name = "swappiness",
5618                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
5619                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
5620         },
5621         {
5622                 .name = "move_charge_at_immigrate",
5623                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
5624                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
5625         },
5626         {
5627                 .name = "oom_control",
5628                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
5629                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
5630                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
5631                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
5632                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
5633         },
5634         {
5635                 .name = "pressure_level",
5636                 .register_event = vmpressure_register_event,
5637                 .unregister_event = vmpressure_unregister_event,
5638         },
5639 #ifdef CONFIG_NUMA
5640         {
5641                 .name = "numa_stat",
5642                 .read_seq_string = memcg_numa_stat_show,
5643         },
5644 #endif
5645 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5646         {
5647                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
5648                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
5649                 .write_string = mem_cgroup_write,
5650                 .read = mem_cgroup_read,
5651         },
5652         {
5653                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
5654                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
5655                 .read = mem_cgroup_read,
5656         },
5657         {
5658                 .name = "kmem.failcnt",
5659                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
5660                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5661                 .read = mem_cgroup_read,
5662         },
5663         {
5664                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
5665                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
5666                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5667                 .read = mem_cgroup_read,
5668         },
5669 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5670         {
5671                 .name = "kmem.slabinfo",
5672                 .read_seq_string = mem_cgroup_slabinfo_read,
5673         },
5674 #endif
5675 #endif
5676         { },    /* terminate */
5677 };
5678
5679 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5680 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
5681         {
5682                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
5683                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
5684                 .read = mem_cgroup_read,
5685                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
5686                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
5687         },
5688         {
5689                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
5690                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
5691                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5692                 .read = mem_cgroup_read,
5693         },
5694         {
5695                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
5696                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
5697                 .write_string = mem_cgroup_write,
5698                 .read = mem_cgroup_read,
5699         },
5700         {
5701                 .name = "memsw.failcnt",
5702                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
5703                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5704                 .read = mem_cgroup_read,
5705         },
5706         { },    /* terminate */
5707 };
5708 #endif
5709 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5710 {
5711         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5712         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5713         int zone, tmp = node;
5714         /*
5715          * This routine is called against possible nodes.
5716          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
5717          *
5718          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
5719          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
5720          *       function.
5721          */
5722         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5723                 tmp = -1;
5724         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
5725         if (!pn)
5726                 return 1;
5727
5728         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
5729                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
5730                 lruvec_init(&mz->lruvec);
5731                 mz->memcg = memcg;
5732         }
5733         memcg->nodeinfo[node] = pn;
5734         return 0;
5735 }
5736
5737 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5738 {
5739         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
5740 }
5741
5742 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
5743 {
5744         struct mem_cgroup *memcg;
5745         size_t size = memcg_size();
5746
5747         /* Can be very big if nr_node_ids is very big */
5748         if (size < PAGE_SIZE)
5749                 memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
5750         else
5751                 memcg = vzalloc(size);
5752
5753         if (!memcg)
5754                 return NULL;
5755
5756         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
5757         if (!memcg->stat)
5758                 goto out_free;
5759         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
5760         return memcg;
5761
5762 out_free:
5763         if (size < PAGE_SIZE)
5764                 kfree(memcg);
5765         else
5766                 vfree(memcg);
5767         return NULL;
5768 }
5769
5770 /*
5771  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
5772  * (scanning all at force_empty is too costly...)
5773  *
5774  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
5775  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
5776  * it goes down to 0.
5777  *
5778  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
5779  */
5780
5781 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5782 {
5783         int node;
5784         size_t size = memcg_size();
5785
5786         free_css_id(&mem_cgroup_subsys, &memcg->css);
5787
5788         for_each_node(node)
5789                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
5790
5791         free_percpu(memcg->stat);
5792
5793         /*
5794          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
5795          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
5796          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
5797          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
5798          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
5799          *
5800          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
5801          * to move this code around, and make sure it is outside
5802          * the cgroup_lock.
5803          */
5804         disarm_static_keys(memcg);
5805         if (size < PAGE_SIZE)
5806                 kfree(memcg);
5807         else
5808                 vfree(memcg);
5809 }
5810
5811 /*
5812  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
5813  */
5814 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
5815 {
5816         if (!memcg->res.parent)
5817                 return NULL;
5818         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
5819 }
5820 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
5821
5822 static struct cgroup_subsys_state * __ref
5823 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
5824 {
5825         struct mem_cgroup *memcg;
5826         long error = -ENOMEM;
5827         int node;
5828
5829         memcg = mem_cgroup_alloc();
5830         if (!memcg)
5831                 return ERR_PTR(error);
5832
5833         for_each_node(node)
5834                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
5835                         goto free_out;
5836
5837         /* root ? */
5838         if (parent_css == NULL) {
5839                 root_mem_cgroup = memcg;
5840                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
5841                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
5842                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5843         }
5844
5845         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
5846         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5847         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
5848         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5849         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5850         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
5851
5852         return &memcg->css;
5853
5854 free_out:
5855         __mem_cgroup_free(memcg);
5856         return ERR_PTR(error);
5857 }
5858
5859 static int
5860 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
5861 {
5862         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5863         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(css));
5864         int error = 0;
5865
5866         if (!parent)
5867                 return 0;
5868
5869         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5870
5871         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
5872         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
5873         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5874
5875         if (parent->use_hierarchy) {
5876                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
5877                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
5878                 res_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
5879
5880                 /*
5881                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
5882                  * core guarantees its existence.
5883                  */
5884         } else {
5885                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
5886                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
5887                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5888                 /*
5889                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
5890                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
5891                  * unfortunate state in our controller.
5892                  */
5893                 if (parent != root_mem_cgroup)
5894                         mem_cgroup_subsys.broken_hierarchy = true;
5895         }
5896
5897         error = memcg_init_kmem(memcg, &mem_cgroup_subsys);
5898         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5899         return error;
5900 }
5901
5902 /*
5903  * Announce all parents that a group from their hierarchy is gone.
5904  */
5905 static void mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *memcg)
5906 {
5907         struct mem_cgroup *parent = memcg;
5908
5909         while ((parent = parent_mem_cgroup(parent)))
5910                 mem_cgroup_iter_invalidate(parent);
5911
5912         /*
5913          * if the root memcg is not hierarchical we have to check it
5914          * explicitely.
5915          */
5916         if (!root_mem_cgroup->use_hierarchy)
5917                 mem_cgroup_iter_invalidate(root_mem_cgroup);
5918 }
5919
5920 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
5921 {
5922         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5923
5924         kmem_cgroup_css_offline(memcg);
5925
5926         mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(memcg);
5927         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
5928         mem_cgroup_destroy_all_caches(memcg);
5929         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
5930 }
5931
5932 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
5933 {
5934         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5935
5936         memcg_destroy_kmem(memcg);
5937         __mem_cgroup_free(memcg);
5938 }
5939
5940 #ifdef CONFIG_MMU
5941 /* Handlers for move charge at task migration. */
5942 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
5943 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5944 {
5945         int ret = 0;
5946         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
5947         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
5948
5949         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5950                 mc.precharge += count;
5951                 /* we don't need css_get for root */
5952                 return ret;
5953         }
5954         /* try to charge at once */
5955         if (count > 1) {
5956                 struct res_counter *dummy;
5957                 /*
5958                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
5959                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
5960                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
5961                  * css_get().
5962                  */
5963                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
5964                         goto one_by_one;
5965                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
5966                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
5967                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
5968                         goto one_by_one;
5969                 }
5970                 mc.precharge += count;
5971                 return ret;
5972         }
5973 one_by_one:
5974         /* fall back to one by one charge */
5975         while (count--) {
5976                 if (signal_pending(current)) {
5977                         ret = -EINTR;
5978                         break;
5979                 }
5980                 if (!batch_count--) {
5981                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
5982                         cond_resched();
5983                 }
5984                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
5985                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
5986                 if (ret)
5987                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
5988                         return ret;
5989                 mc.precharge++;
5990         }
5991         return ret;
5992 }
5993
5994 /**
5995  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5996  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5997  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5998  * @ptent: the pte to be checked
5999  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
6000  *
6001  * Returns
6002  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
6003  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
6004  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
6005  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
6006  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
6007  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
6008  *     in target->ent.
6009  *
6010  * Called with pte lock held.
6011  */
6012 union mc_target {
6013         struct page     *page;
6014         swp_entry_t     ent;
6015 };
6016
6017 enum mc_target_type {
6018         MC_TARGET_NONE = 0,
6019         MC_TARGET_PAGE,
6020         MC_TARGET_SWAP,
6021 };
6022
6023 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
6024                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
6025 {
6026         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
6027
6028         if (!page || !page_mapped(page))
6029                 return NULL;
6030         if (PageAnon(page)) {
6031                 /* we don't move shared anon */
6032                 if (!move_anon())
6033                         return NULL;
6034         } else if (!move_file())
6035                 /* we ignore mapcount for file pages */
6036                 return NULL;
6037         if (!get_page_unless_zero(page))
6038                 return NULL;
6039
6040         return page;
6041 }
6042
6043 #ifdef CONFIG_SWAP
6044 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6045                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6046 {
6047         struct page *page = NULL;
6048         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
6049
6050         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
6051                 return NULL;
6052         /*
6053          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
6054          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
6055          */
6056         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
6057         if (do_swap_account)
6058                 entry->val = ent.val;
6059
6060         return page;
6061 }
6062 #else
6063 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6064                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6065 {
6066         return NULL;
6067 }
6068 #endif
6069
6070 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
6071                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6072 {
6073         struct page *page = NULL;
6074         struct address_space *mapping;
6075         pgoff_t pgoff;
6076
6077         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
6078                 return NULL;
6079         if (!move_file())
6080                 return NULL;
6081
6082         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
6083         if (pte_none(ptent))
6084                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
6085         else /* pte_file(ptent) is true */
6086                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
6087
6088         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
6089         page = find_get_page(mapping, pgoff);
6090
6091 #ifdef CONFIG_SWAP
6092         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
6093         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
6094                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
6095                 if (do_swap_account)
6096                         *entry = swap;
6097                 page = find_get_page(swap_address_space(swap), swap.val);
6098         }
6099 #endif
6100         return page;
6101 }
6102
6103 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
6104                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
6105 {
6106         struct page *page = NULL;
6107         struct page_cgroup *pc;
6108         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6109         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
6110
6111         if (pte_present(ptent))
6112                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
6113         else if (is_swap_pte(ptent))
6114                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6115         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
6116                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6117
6118         if (!page && !ent.val)
6119                 return ret;
6120         if (page) {
6121                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6122                 /*
6123                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
6124                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
6125                  * the lock.
6126                  */
6127                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6128                         ret = MC_TARGET_PAGE;
6129                         if (target)
6130                                 target->page = page;
6131                 }
6132                 if (!ret || !target)
6133                         put_page(page);
6134         }
6135         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
6136         if (ent.val && !ret &&
6137                         css_id(&mc.from->css) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
6138                 ret = MC_TARGET_SWAP;
6139                 if (target)
6140                         target->ent = ent;
6141         }
6142         return ret;
6143 }
6144
6145 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
6146 /*
6147  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
6148  * support them for now.
6149  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
6150  */
6151 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6152                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6153 {
6154         struct page *page = NULL;
6155         struct page_cgroup *pc;
6156         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6157
6158         page = pmd_page(pmd);
6159         VM_BUG_ON(!page || !PageHead(page));
6160         if (!move_anon())
6161                 return ret;
6162         pc = lookup_page_cgroup(page);
6163         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6164                 ret = MC_TARGET_PAGE;
6165                 if (target) {
6166                         get_page(page);
6167                         target->page = page;
6168                 }
6169         }
6170         return ret;
6171 }
6172 #else
6173 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6174                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6175 {
6176         return MC_TARGET_NONE;
6177 }
6178 #endif
6179
6180 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
6181                                         unsigned long addr, unsigned long end,
6182                                         struct mm_walk *walk)
6183 {
6184         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6185         pte_t *pte;
6186         spinlock_t *ptl;
6187
6188         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
6189                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
6190                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
6191                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6192                 return 0;
6193         }
6194
6195         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6196                 return 0;
6197         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6198         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
6199                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
6200                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
6201         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6202         cond_resched();
6203
6204         return 0;
6205 }
6206
6207 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
6208 {
6209         unsigned long precharge;
6210         struct vm_area_struct *vma;
6211
6212         down_read(&mm->mmap_sem);
6213         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6214                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
6215                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
6216                         .mm = mm,
6217                         .private = vma,
6218                 };
6219                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6220                         continue;
6221                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6222                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
6223         }
6224         up_read(&mm->mmap_sem);
6225
6226         precharge = mc.precharge;
6227         mc.precharge = 0;
6228
6229         return precharge;
6230 }
6231
6232 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
6233 {
6234         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
6235
6236         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
6237         mc.moving_task = current;
6238         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
6239 }
6240
6241 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
6242 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
6243 {
6244         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6245         struct mem_cgroup *to = mc.to;
6246         int i;
6247
6248         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
6249         if (mc.precharge) {
6250                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
6251                 mc.precharge = 0;
6252         }
6253         /*
6254          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
6255          * we must uncharge here.
6256          */
6257         if (mc.moved_charge) {
6258                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
6259                 mc.moved_charge = 0;
6260         }
6261         /* we must fixup refcnts and charges */
6262         if (mc.moved_swap) {
6263                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
6264                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
6265                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
6266                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6267
6268                 for (i = 0; i < mc.moved_swap; i++)
6269                         css_put(&mc.from->css);
6270
6271                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
6272                         /*
6273                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
6274                          * uncharge to->res.
6275                          */
6276                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
6277                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6278                 }
6279                 /* we've already done css_get(mc.to) */
6280                 mc.moved_swap = 0;
6281         }
6282         memcg_oom_recover(from);
6283         memcg_oom_recover(to);
6284         wake_up_all(&mc.waitq);
6285 }
6286
6287 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
6288 {
6289         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6290
6291         /*
6292          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
6293          * task migration.
6294          */
6295         mc.moving_task = NULL;
6296         __mem_cgroup_clear_mc();
6297         spin_lock(&mc.lock);
6298         mc.from = NULL;
6299         mc.to = NULL;
6300         spin_unlock(&mc.lock);
6301         mem_cgroup_end_move(from);
6302 }
6303
6304 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6305                                  struct cgroup_taskset *tset)
6306 {
6307         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6308         int ret = 0;
6309         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6310         unsigned long move_charge_at_immigrate;
6311
6312         /*
6313          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
6314          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
6315          * So we need to save it, and keep it going.
6316          */
6317         move_charge_at_immigrate  = memcg->move_charge_at_immigrate;
6318         if (move_charge_at_immigrate) {
6319                 struct mm_struct *mm;
6320                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
6321
6322                 VM_BUG_ON(from == memcg);
6323
6324                 mm = get_task_mm(p);
6325                 if (!mm)
6326                         return 0;
6327                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
6328                 if (mm->owner == p) {
6329                         VM_BUG_ON(mc.from);
6330                         VM_BUG_ON(mc.to);
6331                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
6332                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
6333                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
6334                         mem_cgroup_start_move(from);
6335                         spin_lock(&mc.lock);
6336                         mc.from = from;
6337                         mc.to = memcg;
6338                         mc.immigrate_flags = move_charge_at_immigrate;
6339                         spin_unlock(&mc.lock);
6340                         /* We set mc.moving_task later */
6341
6342                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6343                         if (ret)
6344                                 mem_cgroup_clear_mc();
6345                 }
6346                 mmput(mm);
6347         }
6348         return ret;
6349 }
6350
6351 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6352                                      struct cgroup_taskset *tset)
6353 {
6354         mem_cgroup_clear_mc();
6355 }
6356
6357 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6358                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6359                                 struct mm_walk *walk)
6360 {
6361         int ret = 0;
6362         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6363         pte_t *pte;
6364         spinlock_t *ptl;
6365         enum mc_target_type target_type;
6366         union mc_target target;
6367         struct page *page;
6368         struct page_cgroup *pc;
6369
6370         /*
6371          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
6372          * happens because:
6373          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
6374          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
6375          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
6376          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
6377          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
6378          *    part of thp split is not executed yet.
6379          */
6380         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
6381                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6382                         spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6383                         return 0;
6384                 }
6385                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6386                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6387                         page = target.page;
6388                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6389                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6390                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
6391                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
6392                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6393                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6394                                 }
6395                                 putback_lru_page(page);
6396                         }
6397                         put_page(page);
6398                 }
6399                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6400                 return 0;
6401         }
6402
6403         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6404                 return 0;
6405 retry:
6406         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6407         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6408                 pte_t ptent = *(pte++);
6409                 swp_entry_t ent;
6410
6411                 if (!mc.precharge)
6412                         break;
6413
6414                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6415                 case MC_TARGET_PAGE:
6416                         page = target.page;
6417                         if (isolate_lru_page(page))
6418                                 goto put;
6419                         pc = lookup_page_cgroup(page);
6420                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
6421                                                      mc.from, mc.to)) {
6422                                 mc.precharge--;
6423                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6424                                 mc.moved_charge++;
6425                         }
6426                         putback_lru_page(page);
6427 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6428                         put_page(page);
6429                         break;
6430                 case MC_TARGET_SWAP:
6431                         ent = target.ent;
6432                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6433                                 mc.precharge--;
6434                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
6435                                 mc.moved_swap++;
6436                         }
6437                         break;
6438                 default:
6439                         break;
6440                 }
6441         }
6442         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6443         cond_resched();
6444
6445         if (addr != end) {
6446                 /*
6447                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6448                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6449                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6450                  * phase.
6451                  */
6452                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6453                 if (!ret)
6454                         goto retry;
6455         }
6456
6457         return ret;
6458 }
6459
6460 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
6461 {
6462         struct vm_area_struct *vma;
6463
6464         lru_add_drain_all();
6465 retry:
6466         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
6467                 /*
6468                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
6469                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6470                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6471                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6472                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6473                  */
6474                 __mem_cgroup_clear_mc();
6475                 cond_resched();
6476                 goto retry;
6477         }
6478         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6479                 int ret;
6480                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
6481                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6482                         .mm = mm,
6483                         .private = vma,
6484                 };
6485                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6486                         continue;
6487                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6488                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
6489                 if (ret)
6490                         /*
6491                          * means we have consumed all precharges and failed in
6492                          * doing additional charge. Just abandon here.
6493                          */
6494                         break;
6495         }
6496         up_read(&mm->mmap_sem);
6497 }
6498
6499 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
6500                                  struct cgroup_taskset *tset)
6501 {
6502         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6503         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
6504
6505         if (mm) {
6506                 if (mc.to)
6507                         mem_cgroup_move_charge(mm);
6508                 mmput(mm);
6509         }
6510         if (mc.to)
6511                 mem_cgroup_clear_mc();
6512 }
6513 #else   /* !CONFIG_MMU */
6514 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6515                                  struct cgroup_taskset *tset)
6516 {
6517         return 0;
6518 }
6519 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6520                                      struct cgroup_taskset *tset)
6521 {
6522 }
6523 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
6524                                  struct cgroup_taskset *tset)
6525 {
6526 }
6527 #endif
6528
6529 /*
6530  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
6531  * to verify sane_behavior flag on each mount attempt.
6532  */
6533 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
6534 {
6535         /*
6536          * use_hierarchy is forced with sane_behavior.  cgroup core
6537          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
6538          * on for the root memcg is enough.
6539          */
6540         if (cgroup_sane_behavior(root_css->cgroup))
6541                 mem_cgroup_from_css(root_css)->use_hierarchy = true;
6542 }
6543
6544 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
6545         .name = "memory",
6546         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
6547         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6548         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6549         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6550         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6551         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6552         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6553         .attach = mem_cgroup_move_task,
6554         .bind = mem_cgroup_bind,
6555         .base_cftypes = mem_cgroup_files,
6556         .early_init = 0,
6557         .use_id = 1,
6558 };
6559
6560 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6561 static int __init enable_swap_account(char *s)
6562 {
6563         if (!strcmp(s, "1"))
6564                 really_do_swap_account = 1;
6565         else if (!strcmp(s, "0"))
6566                 really_do_swap_account = 0;
6567         return 1;
6568 }
6569 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
6570
6571 static void __init memsw_file_init(void)
6572 {
6573         WARN_ON(cgroup_add_cftypes(&mem_cgroup_subsys, memsw_cgroup_files));
6574 }
6575
6576 static void __init enable_swap_cgroup(void)
6577 {
6578         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
6579                 do_swap_account = 1;
6580                 memsw_file_init();
6581         }
6582 }
6583
6584 #else
6585 static void __init enable_swap_cgroup(void)
6586 {
6587 }
6588 #endif
6589
6590 /*
6591  * subsys_initcall() for memory controller.
6592  *
6593  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
6594  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
6595  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
6596  * be initialized from here.
6597  */
6598 static int __init mem_cgroup_init(void)
6599 {
6600         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
6601         enable_swap_cgroup();
6602         memcg_stock_init();
6603         return 0;
6604 }
6605 subsys_initcall(mem_cgroup_init);