a4bb857d902c76c0da5521bc0304d32e5c6b8c50
[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 static enum mem_cgroup_filter_t
879 mem_cgroup_filter(struct mem_cgroup *memcg, struct mem_cgroup *root,
880                 mem_cgroup_iter_filter cond)
881 {
882         if (!cond)
883                 return VISIT;
884         return cond(memcg, root);
885 }
886
887 /*
888  * Returns a next (in a pre-order walk) alive memcg (with elevated css
889  * ref. count) or NULL if the whole root's subtree has been visited.
890  *
891  * helper function to be used by mem_cgroup_iter
892  */
893 static struct mem_cgroup *__mem_cgroup_iter_next(struct mem_cgroup *root,
894                 struct mem_cgroup *last_visited, mem_cgroup_iter_filter cond)
895 {
896         struct cgroup_subsys_state *prev_css, *next_css;
897
898         prev_css = last_visited ? &last_visited->css : NULL;
899 skip_node:
900         next_css = css_next_descendant_pre(prev_css, &root->css);
901
902         /*
903          * Even if we found a group we have to make sure it is
904          * alive. css && !memcg means that the groups should be
905          * skipped and we should continue the tree walk.
906          * last_visited css is safe to use because it is
907          * protected by css_get and the tree walk is rcu safe.
908          */
909         if (next_css) {
910                 struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_css(next_css);
911
912                 switch (mem_cgroup_filter(mem, root, cond)) {
913                 case SKIP:
914                         prev_css = next_css;
915                         goto skip_node;
916                 case SKIP_TREE:
917                         if (mem == root)
918                                 return NULL;
919                         /*
920                          * css_rightmost_descendant is not an optimal way to
921                          * skip through a subtree (especially for imbalanced
922                          * trees leaning to right) but that's what we have right
923                          * now. More effective solution would be traversing
924                          * right-up for first non-NULL without calling
925                          * css_next_descendant_pre afterwards.
926                          */
927                         prev_css = css_rightmost_descendant(next_css);
928                         goto skip_node;
929                 case VISIT:
930                         if (css_tryget(&mem->css))
931                                 return mem;
932                         else {
933                                 prev_css = next_css;
934                                 goto skip_node;
935                         }
936                         break;
937                 }
938         }
939
940         return NULL;
941 }
942
943 static void mem_cgroup_iter_invalidate(struct mem_cgroup *root)
944 {
945         /*
946          * When a group in the hierarchy below root is destroyed, the
947          * hierarchy iterator can no longer be trusted since it might
948          * have pointed to the destroyed group.  Invalidate it.
949          */
950         atomic_inc(&root->dead_count);
951 }
952
953 static struct mem_cgroup *
954 mem_cgroup_iter_load(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
955                      struct mem_cgroup *root,
956                      int *sequence)
957 {
958         struct mem_cgroup *position = NULL;
959         /*
960          * A cgroup destruction happens in two stages: offlining and
961          * release.  They are separated by a RCU grace period.
962          *
963          * If the iterator is valid, we may still race with an
964          * offlining.  The RCU lock ensures the object won't be
965          * released, tryget will fail if we lost the race.
966          */
967         *sequence = atomic_read(&root->dead_count);
968         if (iter->last_dead_count == *sequence) {
969                 smp_rmb();
970                 position = iter->last_visited;
971                 if (position && !css_tryget(&position->css))
972                         position = NULL;
973         }
974         return position;
975 }
976
977 static void mem_cgroup_iter_update(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
978                                    struct mem_cgroup *last_visited,
979                                    struct mem_cgroup *new_position,
980                                    int sequence)
981 {
982         if (last_visited)
983                 css_put(&last_visited->css);
984         /*
985          * We store the sequence count from the time @last_visited was
986          * loaded successfully instead of rereading it here so that we
987          * don't lose destruction events in between.  We could have
988          * raced with the destruction of @new_position after all.
989          */
990         iter->last_visited = new_position;
991         smp_wmb();
992         iter->last_dead_count = sequence;
993 }
994
995 /**
996  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
997  * @root: hierarchy root
998  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
999  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1000  * @cond: filter for visited nodes, NULL for no filter
1001  *
1002  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1003  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1004  *
1005  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1006  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1007  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1008  *
1009  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
1010  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1011  * reclaimers operating on the same zone and priority.
1012  */
1013 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter_cond(struct mem_cgroup *root,
1014                                    struct mem_cgroup *prev,
1015                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim,
1016                                    mem_cgroup_iter_filter cond)
1017 {
1018         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1019         struct mem_cgroup *last_visited = NULL;
1020
1021         if (mem_cgroup_disabled()) {
1022                 /* first call must return non-NULL, second return NULL */
1023                 return (struct mem_cgroup *)(unsigned long)!prev;
1024         }
1025
1026         if (!root)
1027                 root = root_mem_cgroup;
1028
1029         if (prev && !reclaim)
1030                 last_visited = prev;
1031
1032         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1033                 if (prev)
1034                         goto out_css_put;
1035                 if (mem_cgroup_filter(root, root, cond) == VISIT)
1036                         return root;
1037                 return NULL;
1038         }
1039
1040         rcu_read_lock();
1041         while (!memcg) {
1042                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1043                 int uninitialized_var(seq);
1044
1045                 if (reclaim) {
1046                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
1047                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
1048                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1049
1050                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
1051                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
1052                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation) {
1053                                 iter->last_visited = NULL;
1054                                 goto out_unlock;
1055                         }
1056
1057                         last_visited = mem_cgroup_iter_load(iter, root, &seq);
1058                 }
1059
1060                 memcg = __mem_cgroup_iter_next(root, last_visited, cond);
1061
1062                 if (reclaim) {
1063                         mem_cgroup_iter_update(iter, last_visited, memcg, seq);
1064
1065                         if (!memcg)
1066                                 iter->generation++;
1067                         else if (!prev && memcg)
1068                                 reclaim->generation = iter->generation;
1069                 }
1070
1071                 /*
1072                  * We have finished the whole tree walk or no group has been
1073                  * visited because filter told us to skip the root node.
1074                  */
1075                 if (!memcg && (prev || (cond && !last_visited)))
1076                         goto out_unlock;
1077         }
1078 out_unlock:
1079         rcu_read_unlock();
1080 out_css_put:
1081         if (prev && prev != root)
1082                 css_put(&prev->css);
1083
1084         return memcg;
1085 }
1086
1087 /**
1088  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1089  * @root: hierarchy root
1090  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1091  */
1092 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1093                            struct mem_cgroup *prev)
1094 {
1095         if (!root)
1096                 root = root_mem_cgroup;
1097         if (prev && prev != root)
1098                 css_put(&prev->css);
1099 }
1100
1101 /*
1102  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1103  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1104  * be used for reference counting.
1105  */
1106 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1107         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1108              iter != NULL;                              \
1109              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1110
1111 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1112         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1113              iter != NULL;                              \
1114              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1115
1116 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1117 {
1118         struct mem_cgroup *memcg;
1119
1120         rcu_read_lock();
1121         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1122         if (unlikely(!memcg))
1123                 goto out;
1124
1125         switch (idx) {
1126         case PGFAULT:
1127                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1128                 break;
1129         case PGMAJFAULT:
1130                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1131                 break;
1132         default:
1133                 BUG();
1134         }
1135 out:
1136         rcu_read_unlock();
1137 }
1138 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1139
1140 /**
1141  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1142  * @zone: zone of the wanted lruvec
1143  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1144  *
1145  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1146  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1147  * is disabled.
1148  */
1149 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1150                                       struct mem_cgroup *memcg)
1151 {
1152         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1153         struct lruvec *lruvec;
1154
1155         if (mem_cgroup_disabled()) {
1156                 lruvec = &zone->lruvec;
1157                 goto out;
1158         }
1159
1160         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1161         lruvec = &mz->lruvec;
1162 out:
1163         /*
1164          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1165          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1166          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1167          */
1168         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1169                 lruvec->zone = zone;
1170         return lruvec;
1171 }
1172
1173 /*
1174  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1175  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1176  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1177  *
1178  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1179  * 1. charge
1180  * 2. moving account
1181  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1182  * It is added to LRU before charge.
1183  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1184  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1185  */
1186
1187 /**
1188  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1189  * @page: the page
1190  * @zone: zone of the page
1191  */
1192 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1193 {
1194         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1195         struct mem_cgroup *memcg;
1196         struct page_cgroup *pc;
1197         struct lruvec *lruvec;
1198
1199         if (mem_cgroup_disabled()) {
1200                 lruvec = &zone->lruvec;
1201                 goto out;
1202         }
1203
1204         pc = lookup_page_cgroup(page);
1205         memcg = pc->mem_cgroup;
1206
1207         /*
1208          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1209          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1210          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1211          *
1212          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1213          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1214          * of pc->mem_cgroup safe.
1215          */
1216         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1217                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1218
1219         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1220         lruvec = &mz->lruvec;
1221 out:
1222         /*
1223          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1224          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1225          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1226          */
1227         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1228                 lruvec->zone = zone;
1229         return lruvec;
1230 }
1231
1232 /**
1233  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1234  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1235  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1236  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1237  *
1238  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1239  * lru list.
1240  */
1241 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1242                                 int nr_pages)
1243 {
1244         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1245         unsigned long *lru_size;
1246
1247         if (mem_cgroup_disabled())
1248                 return;
1249
1250         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1251         lru_size = mz->lru_size + lru;
1252         *lru_size += nr_pages;
1253         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1254 }
1255
1256 /*
1257  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1258  * hierarchy subtree
1259  */
1260 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1261                                   struct mem_cgroup *memcg)
1262 {
1263         if (root_memcg == memcg)
1264                 return true;
1265         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1266                 return false;
1267         return css_is_ancestor(&memcg->css, &root_memcg->css);
1268 }
1269
1270 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1271                                        struct mem_cgroup *memcg)
1272 {
1273         bool ret;
1274
1275         rcu_read_lock();
1276         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1277         rcu_read_unlock();
1278         return ret;
1279 }
1280
1281 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task,
1282                         const struct mem_cgroup *memcg)
1283 {
1284         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1285         struct task_struct *p;
1286         bool ret;
1287
1288         p = find_lock_task_mm(task);
1289         if (p) {
1290                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1291                 task_unlock(p);
1292         } else {
1293                 /*
1294                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1295                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1296                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1297                  */
1298                 rcu_read_lock();
1299                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1300                 if (curr)
1301                         css_get(&curr->css);
1302                 rcu_read_unlock();
1303         }
1304         if (!curr)
1305                 return false;
1306         /*
1307          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1308          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1309          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1310          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1311          */
1312         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1313         css_put(&curr->css);
1314         return ret;
1315 }
1316
1317 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1318 {
1319         unsigned long inactive_ratio;
1320         unsigned long inactive;
1321         unsigned long active;
1322         unsigned long gb;
1323
1324         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1325         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1326
1327         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1328         if (gb)
1329                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1330         else
1331                 inactive_ratio = 1;
1332
1333         return inactive * inactive_ratio < active;
1334 }
1335
1336 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1337         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1338
1339 /**
1340  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1341  * @memcg: the memory cgroup
1342  *
1343  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1344  * pages.
1345  */
1346 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1347 {
1348         unsigned long long margin;
1349
1350         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1351         if (do_swap_account)
1352                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1353         return margin >> PAGE_SHIFT;
1354 }
1355
1356 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1357 {
1358         /* root ? */
1359         if (!css_parent(&memcg->css))
1360                 return vm_swappiness;
1361
1362         return memcg->swappiness;
1363 }
1364
1365 /*
1366  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1367  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1368  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1369  * rcu_read_lock(), like this:
1370  *
1371  *         CPU-A                                    CPU-B
1372  *                                              rcu_read_lock()
1373  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1374  *                                                   take heavy locks.
1375  *         synchronize_rcu()                    update something.
1376  *                                              rcu_read_unlock()
1377  *         start move here.
1378  */
1379
1380 /* for quick checking without looking up memcg */
1381 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1382
1383 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1384 {
1385         atomic_inc(&memcg_moving);
1386         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1387         synchronize_rcu();
1388 }
1389
1390 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1391 {
1392         /*
1393          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1394          * We check NULL in callee rather than caller.
1395          */
1396         if (memcg) {
1397                 atomic_dec(&memcg_moving);
1398                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1399         }
1400 }
1401
1402 /*
1403  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1404  *
1405  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1406  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1407  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1408  *
1409  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1410  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1411  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1412  */
1413
1414 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1415 {
1416         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1417         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1418 }
1419
1420 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1421 {
1422         struct mem_cgroup *from;
1423         struct mem_cgroup *to;
1424         bool ret = false;
1425         /*
1426          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1427          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1428          */
1429         spin_lock(&mc.lock);
1430         from = mc.from;
1431         to = mc.to;
1432         if (!from)
1433                 goto unlock;
1434
1435         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1436                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1437 unlock:
1438         spin_unlock(&mc.lock);
1439         return ret;
1440 }
1441
1442 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1443 {
1444         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1445                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1446                         DEFINE_WAIT(wait);
1447                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1448                         /* moving charge context might have finished. */
1449                         if (mc.moving_task)
1450                                 schedule();
1451                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1452                         return true;
1453                 }
1454         }
1455         return false;
1456 }
1457
1458 /*
1459  * Take this lock when
1460  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1461  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1462  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1463  */
1464 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1465                                   unsigned long *flags)
1466 {
1467         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1468 }
1469
1470 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1471                                 unsigned long *flags)
1472 {
1473         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1474 }
1475
1476 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1477 /**
1478  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1479  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1480  * @p: Task that is going to be killed
1481  *
1482  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1483  * enabled
1484  */
1485 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1486 {
1487         struct cgroup *task_cgrp;
1488         struct cgroup *mem_cgrp;
1489         /*
1490          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1491          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1492          * If this assumption is broken, revisit this code.
1493          */
1494         static char memcg_name[PATH_MAX];
1495         int ret;
1496         struct mem_cgroup *iter;
1497         unsigned int i;
1498
1499         if (!p)
1500                 return;
1501
1502         rcu_read_lock();
1503
1504         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1505         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1506
1507         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1508         if (ret < 0) {
1509                 /*
1510                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1511                  * But we'll still print out the usage information
1512                  */
1513                 rcu_read_unlock();
1514                 goto done;
1515         }
1516         rcu_read_unlock();
1517
1518         pr_info("Task in %s killed", memcg_name);
1519
1520         rcu_read_lock();
1521         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1522         if (ret < 0) {
1523                 rcu_read_unlock();
1524                 goto done;
1525         }
1526         rcu_read_unlock();
1527
1528         /*
1529          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1530          */
1531         pr_cont(" as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1532 done:
1533
1534         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1535                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1536                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1537                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1538         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1539                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1540                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1541                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1542         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1543                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) >> 10,
1544                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_LIMIT) >> 10,
1545                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_FAILCNT));
1546
1547         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1548                 pr_info("Memory cgroup stats");
1549
1550                 rcu_read_lock();
1551                 ret = cgroup_path(iter->css.cgroup, memcg_name, PATH_MAX);
1552                 if (!ret)
1553                         pr_cont(" for %s", memcg_name);
1554                 rcu_read_unlock();
1555                 pr_cont(":");
1556
1557                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1558                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1559                                 continue;
1560                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1561                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1562                 }
1563
1564                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1565                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1566                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1567
1568                 pr_cont("\n");
1569         }
1570 }
1571
1572 /*
1573  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1574  * 1(self count) if no children.
1575  */
1576 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1577 {
1578         int num = 0;
1579         struct mem_cgroup *iter;
1580
1581         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1582                 num++;
1583         return num;
1584 }
1585
1586 /*
1587  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1588  */
1589 static u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1590 {
1591         u64 limit;
1592
1593         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1594
1595         /*
1596          * Do not consider swap space if we cannot swap due to swappiness
1597          */
1598         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1599                 u64 memsw;
1600
1601                 limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1602                 memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1603
1604                 /*
1605                  * If memsw is finite and limits the amount of swap space
1606                  * available to this memcg, return that limit.
1607                  */
1608                 limit = min(limit, memsw);
1609         }
1610
1611         return limit;
1612 }
1613
1614 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1615                                      int order)
1616 {
1617         struct mem_cgroup *iter;
1618         unsigned long chosen_points = 0;
1619         unsigned long totalpages;
1620         unsigned int points = 0;
1621         struct task_struct *chosen = NULL;
1622
1623         /*
1624          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1625          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1626          * quickly exit and free its memory.
1627          */
1628         if (fatal_signal_pending(current) || current->flags & PF_EXITING) {
1629                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1630                 return;
1631         }
1632
1633         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1634         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) >> PAGE_SHIFT ? : 1;
1635         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1636                 struct css_task_iter it;
1637                 struct task_struct *task;
1638
1639                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
1640                 while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1641                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1642                                                         false)) {
1643                         case OOM_SCAN_SELECT:
1644                                 if (chosen)
1645                                         put_task_struct(chosen);
1646                                 chosen = task;
1647                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1648                                 get_task_struct(chosen);
1649                                 /* fall through */
1650                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1651                                 continue;
1652                         case OOM_SCAN_ABORT:
1653                                 css_task_iter_end(&it);
1654                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1655                                 if (chosen)
1656                                         put_task_struct(chosen);
1657                                 return;
1658                         case OOM_SCAN_OK:
1659                                 break;
1660                         };
1661                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1662                         if (points > chosen_points) {
1663                                 if (chosen)
1664                                         put_task_struct(chosen);
1665                                 chosen = task;
1666                                 chosen_points = points;
1667                                 get_task_struct(chosen);
1668                         }
1669                 }
1670                 css_task_iter_end(&it);
1671         }
1672
1673         if (!chosen)
1674                 return;
1675         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1676         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1677                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1678 }
1679
1680 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1681                                         gfp_t gfp_mask,
1682                                         unsigned long flags)
1683 {
1684         unsigned long total = 0;
1685         bool noswap = false;
1686         int loop;
1687
1688         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1689                 noswap = true;
1690         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1691                 noswap = true;
1692
1693         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1694                 if (loop)
1695                         drain_all_stock_async(memcg);
1696                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1697                 /*
1698                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1699                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1700                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1701                  */
1702                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1703                         break;
1704                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1705                         break;
1706                 /*
1707                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1708                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1709                  */
1710                 if (loop && !total)
1711                         break;
1712         }
1713         return total;
1714 }
1715
1716 #if MAX_NUMNODES > 1
1717 /**
1718  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1719  * @memcg: the target memcg
1720  * @nid: the node ID to be checked.
1721  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1722  *
1723  * This function returns whether the specified memcg contains any
1724  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1725  * pages in the node.
1726  */
1727 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1728                 int nid, bool noswap)
1729 {
1730         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1731                 return true;
1732         if (noswap || !total_swap_pages)
1733                 return false;
1734         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1735                 return true;
1736         return false;
1737
1738 }
1739
1740 /*
1741  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1742  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1743  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1744  *
1745  */
1746 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1747 {
1748         int nid;
1749         /*
1750          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1751          * pagein/pageout changes since the last update.
1752          */
1753         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1754                 return;
1755         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1756                 return;
1757
1758         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1759         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1760
1761         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1762
1763                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1764                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1765         }
1766
1767         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1768         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1769 }
1770
1771 /*
1772  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1773  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1774  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1775  *
1776  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1777  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1778  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1779  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1780  *
1781  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1782  */
1783 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1784 {
1785         int node;
1786
1787         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1788         node = memcg->last_scanned_node;
1789
1790         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1791         if (node == MAX_NUMNODES)
1792                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1793         /*
1794          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1795          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1796          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1797          * we use curret node.
1798          */
1799         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1800                 node = numa_node_id();
1801
1802         memcg->last_scanned_node = node;
1803         return node;
1804 }
1805
1806 #else
1807 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1808 {
1809         return 0;
1810 }
1811
1812 #endif
1813
1814 /*
1815  * A group is eligible for the soft limit reclaim under the given root
1816  * hierarchy if
1817  *      a) it is over its soft limit
1818  *      b) any parent up the hierarchy is over its soft limit
1819  */
1820 enum mem_cgroup_filter_t
1821 mem_cgroup_soft_reclaim_eligible(struct mem_cgroup *memcg,
1822                 struct mem_cgroup *root)
1823 {
1824         struct mem_cgroup *parent = memcg;
1825
1826         if (res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res))
1827                 return VISIT;
1828
1829         /*
1830          * If any parent up to the root in the hierarchy is over its soft limit
1831          * then we have to obey and reclaim from this group as well.
1832          */
1833         while((parent = parent_mem_cgroup(parent))) {
1834                 if (res_counter_soft_limit_excess(&parent->res))
1835                         return VISIT;
1836                 if (parent == root)
1837                         break;
1838         }
1839
1840         return SKIP;
1841 }
1842
1843 /*
1844  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1845  * If someone is running, return false.
1846  * Has to be called with memcg_oom_lock
1847  */
1848 static bool mem_cgroup_oom_lock(struct mem_cgroup *memcg)
1849 {
1850         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1851
1852         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1853                 if (iter->oom_lock) {
1854                         /*
1855                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1856                          * so we cannot give a lock.
1857                          */
1858                         failed = iter;
1859                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1860                         break;
1861                 } else
1862                         iter->oom_lock = true;
1863         }
1864
1865         if (!failed)
1866                 return true;
1867
1868         /*
1869          * OK, we failed to lock the whole subtree so we have to clean up
1870          * what we set up to the failing subtree
1871          */
1872         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1873                 if (iter == failed) {
1874                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1875                         break;
1876                 }
1877                 iter->oom_lock = false;
1878         }
1879         return false;
1880 }
1881
1882 /*
1883  * Has to be called with memcg_oom_lock
1884  */
1885 static int mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1886 {
1887         struct mem_cgroup *iter;
1888
1889         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1890                 iter->oom_lock = false;
1891         return 0;
1892 }
1893
1894 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1895 {
1896         struct mem_cgroup *iter;
1897
1898         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1899                 atomic_inc(&iter->under_oom);
1900 }
1901
1902 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1903 {
1904         struct mem_cgroup *iter;
1905
1906         /*
1907          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1908          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
1909          * atomic_add_unless() here.
1910          */
1911         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1912                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
1913 }
1914
1915 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1916 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1917
1918 struct oom_wait_info {
1919         struct mem_cgroup *memcg;
1920         wait_queue_t    wait;
1921 };
1922
1923 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1924         unsigned mode, int sync, void *arg)
1925 {
1926         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1927         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1928         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1929
1930         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1931         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1932
1933         /*
1934          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
1935          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
1936          */
1937         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
1938                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
1939                 return 0;
1940         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1941 }
1942
1943 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1944 {
1945         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
1946         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1947 }
1948
1949 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1950 {
1951         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
1952                 memcg_wakeup_oom(memcg);
1953 }
1954
1955 /*
1956  * try to call OOM killer. returns false if we should exit memory-reclaim loop.
1957  */
1958 static bool mem_cgroup_handle_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask,
1959                                   int order)
1960 {
1961         struct oom_wait_info owait;
1962         bool locked, need_to_kill;
1963
1964         owait.memcg = memcg;
1965         owait.wait.flags = 0;
1966         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1967         owait.wait.private = current;
1968         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1969         need_to_kill = true;
1970         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1971
1972         /* At first, try to OOM lock hierarchy under memcg.*/
1973         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1974         locked = mem_cgroup_oom_lock(memcg);
1975         /*
1976          * Even if signal_pending(), we can't quit charge() loop without
1977          * accounting. So, UNINTERRUPTIBLE is appropriate. But SIGKILL
1978          * under OOM is always welcomed, use TASK_KILLABLE here.
1979          */
1980         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1981         if (!locked || memcg->oom_kill_disable)
1982                 need_to_kill = false;
1983         if (locked)
1984                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1985         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1986
1987         if (need_to_kill) {
1988                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1989                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order);
1990         } else {
1991                 schedule();
1992                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1993         }
1994         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1995         if (locked)
1996                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1997         memcg_wakeup_oom(memcg);
1998         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1999
2000         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2001
2002         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
2003                 return false;
2004         /* Give chance to dying process */
2005         schedule_timeout_uninterruptible(1);
2006         return true;
2007 }
2008
2009 /*
2010  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
2011  * generalized to update other statistics as well.
2012  *
2013  * Notes: Race condition
2014  *
2015  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
2016  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
2017  * to do so _always_.
2018  *
2019  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
2020  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
2021  * are no race with "charge".
2022  *
2023  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
2024  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
2025  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
2026  * by flags.
2027  *
2028  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
2029  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
2030  * If there is, we take a lock.
2031  */
2032
2033 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
2034                                 bool *locked, unsigned long *flags)
2035 {
2036         struct mem_cgroup *memcg;
2037         struct page_cgroup *pc;
2038
2039         pc = lookup_page_cgroup(page);
2040 again:
2041         memcg = pc->mem_cgroup;
2042         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2043                 return;
2044         /*
2045          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
2046          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
2047          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
2048          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
2049          */
2050         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
2051                 return;
2052
2053         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2054         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2055                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2056                 goto again;
2057         }
2058         *locked = true;
2059 }
2060
2061 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
2062 {
2063         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2064
2065         /*
2066          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
2067          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
2068          * should take move_lock_mem_cgroup().
2069          */
2070         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
2071 }
2072
2073 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
2074                                  enum mem_cgroup_page_stat_item idx, int val)
2075 {
2076         struct mem_cgroup *memcg;
2077         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2078         unsigned long uninitialized_var(flags);
2079
2080         if (mem_cgroup_disabled())
2081                 return;
2082
2083         memcg = pc->mem_cgroup;
2084         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2085                 return;
2086
2087         switch (idx) {
2088         case MEMCG_NR_FILE_MAPPED:
2089                 idx = MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED;
2090                 break;
2091         default:
2092                 BUG();
2093         }
2094
2095         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2096 }
2097
2098 /*
2099  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2100  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2101  */
2102 #define CHARGE_BATCH    32U
2103 struct memcg_stock_pcp {
2104         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2105         unsigned int nr_pages;
2106         struct work_struct work;
2107         unsigned long flags;
2108 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2109 };
2110 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2111 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2112
2113 /**
2114  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2115  * @memcg: memcg to consume from.
2116  * @nr_pages: how many pages to charge.
2117  *
2118  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2119  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2120  * service an allocation will refill the stock.
2121  *
2122  * returns true if successful, false otherwise.
2123  */
2124 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2125 {
2126         struct memcg_stock_pcp *stock;
2127         bool ret = true;
2128
2129         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2130                 return false;
2131
2132         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2133         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages)
2134                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2135         else /* need to call res_counter_charge */
2136                 ret = false;
2137         put_cpu_var(memcg_stock);
2138         return ret;
2139 }
2140
2141 /*
2142  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2143  */
2144 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2145 {
2146         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2147
2148         if (stock->nr_pages) {
2149                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2150
2151                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2152                 if (do_swap_account)
2153                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2154                 stock->nr_pages = 0;
2155         }
2156         stock->cached = NULL;
2157 }
2158
2159 /*
2160  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2161  * a thread which is pinned to local cpu.
2162  */
2163 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2164 {
2165         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2166         drain_stock(stock);
2167         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2168 }
2169
2170 static void __init memcg_stock_init(void)
2171 {
2172         int cpu;
2173
2174         for_each_possible_cpu(cpu) {
2175                 struct memcg_stock_pcp *stock =
2176                                         &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2177                 INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
2178         }
2179 }
2180
2181 /*
2182  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2183  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2184  */
2185 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2186 {
2187         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2188
2189         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2190                 drain_stock(stock);
2191                 stock->cached = memcg;
2192         }
2193         stock->nr_pages += nr_pages;
2194         put_cpu_var(memcg_stock);
2195 }
2196
2197 /*
2198  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2199  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2200  * until the work is done.
2201  */
2202 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2203 {
2204         int cpu, curcpu;
2205
2206         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2207         get_online_cpus();
2208         curcpu = get_cpu();
2209         for_each_online_cpu(cpu) {
2210                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2211                 struct mem_cgroup *memcg;
2212
2213                 memcg = stock->cached;
2214                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2215                         continue;
2216                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2217                         continue;
2218                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2219                         if (cpu == curcpu)
2220                                 drain_local_stock(&stock->work);
2221                         else
2222                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2223                 }
2224         }
2225         put_cpu();
2226
2227         if (!sync)
2228                 goto out;
2229
2230         for_each_online_cpu(cpu) {
2231                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2232                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2233                         flush_work(&stock->work);
2234         }
2235 out:
2236         put_online_cpus();
2237 }
2238
2239 /*
2240  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2241  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2242  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2243  * it.
2244  */
2245 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2246 {
2247         /*
2248          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2249          */
2250         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2251                 return;
2252         drain_all_stock(root_memcg, false);
2253         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2254 }
2255
2256 /* This is a synchronous drain interface. */
2257 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2258 {
2259         /* called when force_empty is called */
2260         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2261         drain_all_stock(root_memcg, true);
2262         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2263 }
2264
2265 /*
2266  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2267  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2268  */
2269 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2270 {
2271         int i;
2272
2273         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2274         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2275                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2276
2277                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2278                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2279         }
2280         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2281                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2282
2283                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2284                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2285         }
2286         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2287 }
2288
2289 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2290                                         unsigned long action,
2291                                         void *hcpu)
2292 {
2293         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2294         struct memcg_stock_pcp *stock;
2295         struct mem_cgroup *iter;
2296
2297         if (action == CPU_ONLINE)
2298                 return NOTIFY_OK;
2299
2300         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2301                 return NOTIFY_OK;
2302
2303         for_each_mem_cgroup(iter)
2304                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2305
2306         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2307         drain_stock(stock);
2308         return NOTIFY_OK;
2309 }
2310
2311
2312 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2313 enum {
2314         CHARGE_OK,              /* success */
2315         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2316         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2317         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2318         CHARGE_OOM_DIE,         /* the current is killed because of OOM */
2319 };
2320
2321 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2322                                 unsigned int nr_pages, unsigned int min_pages,
2323                                 bool oom_check)
2324 {
2325         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2326         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2327         struct res_counter *fail_res;
2328         unsigned long flags = 0;
2329         int ret;
2330
2331         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2332
2333         if (likely(!ret)) {
2334                 if (!do_swap_account)
2335                         return CHARGE_OK;
2336                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2337                 if (likely(!ret))
2338                         return CHARGE_OK;
2339
2340                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2341                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2342                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2343         } else
2344                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2345         /*
2346          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2347          * single page instead.
2348          */
2349         if (nr_pages > min_pages)
2350                 return CHARGE_RETRY;
2351
2352         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2353                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2354
2355         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2356                 return CHARGE_NOMEM;
2357
2358         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2359         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2360                 return CHARGE_RETRY;
2361         /*
2362          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2363          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2364          * before killing the task.
2365          *
2366          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2367          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2368          * to regular pages anyway in case of failure.
2369          */
2370         if (nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) && ret)
2371                 return CHARGE_RETRY;
2372
2373         /*
2374          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2375          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2376          */
2377         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2378                 return CHARGE_RETRY;
2379
2380         /* If we don't need to call oom-killer at el, return immediately */
2381         if (!oom_check)
2382                 return CHARGE_NOMEM;
2383         /* check OOM */
2384         if (!mem_cgroup_handle_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize)))
2385                 return CHARGE_OOM_DIE;
2386
2387         return CHARGE_RETRY;
2388 }
2389
2390 /*
2391  * __mem_cgroup_try_charge() does
2392  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2393  * 2. update res_counter
2394  * 3. call memory reclaim if necessary.
2395  *
2396  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2397  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2398  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2399  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2400  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2401  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2402  *
2403  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2404  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2405  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2406  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2407  *
2408  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2409  * the oom-killer can be invoked.
2410  */
2411 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2412                                    gfp_t gfp_mask,
2413                                    unsigned int nr_pages,
2414                                    struct mem_cgroup **ptr,
2415                                    bool oom)
2416 {
2417         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2418         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2419         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2420         int ret;
2421
2422         /*
2423          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2424          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2425          * MEMDIE process.
2426          */
2427         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2428                      || fatal_signal_pending(current)))
2429                 goto bypass;
2430
2431         /*
2432          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2433          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2434          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2435          * set, if so charge the root memcg (happens for pagecache usage).
2436          */
2437         if (!*ptr && !mm)
2438                 *ptr = root_mem_cgroup;
2439 again:
2440         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2441                 memcg = *ptr;
2442                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2443                         goto done;
2444                 if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2445                         goto done;
2446                 css_get(&memcg->css);
2447         } else {
2448                 struct task_struct *p;
2449
2450                 rcu_read_lock();
2451                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2452                 /*
2453                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2454                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2455                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2456                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2457                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2458                  * small race, here.
2459                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2460                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2461                  */
2462                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2463                 if (!memcg)
2464                         memcg = root_mem_cgroup;
2465                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2466                         rcu_read_unlock();
2467                         goto done;
2468                 }
2469                 if (consume_stock(memcg, nr_pages)) {
2470                         /*
2471                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2472                          * But considering how consume_stok works, it's not
2473                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2474                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2475                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2476                          * calling consume_stock().
2477                          */
2478                         rcu_read_unlock();
2479                         goto done;
2480                 }
2481                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2482                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2483                         rcu_read_unlock();
2484                         goto again;
2485                 }
2486                 rcu_read_unlock();
2487         }
2488
2489         do {
2490                 bool oom_check;
2491
2492                 /* If killed, bypass charge */
2493                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2494                         css_put(&memcg->css);
2495                         goto bypass;
2496                 }
2497
2498                 oom_check = false;
2499                 if (oom && !nr_oom_retries) {
2500                         oom_check = true;
2501                         nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2502                 }
2503
2504                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch, nr_pages,
2505                     oom_check);
2506                 switch (ret) {
2507                 case CHARGE_OK:
2508                         break;
2509                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2510                         batch = nr_pages;
2511                         css_put(&memcg->css);
2512                         memcg = NULL;
2513                         goto again;
2514                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2515                         css_put(&memcg->css);
2516                         goto nomem;
2517                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2518                         if (!oom) {
2519                                 css_put(&memcg->css);
2520                                 goto nomem;
2521                         }
2522                         /* If oom, we never return -ENOMEM */
2523                         nr_oom_retries--;
2524                         break;
2525                 case CHARGE_OOM_DIE: /* Killed by OOM Killer */
2526                         css_put(&memcg->css);
2527                         goto bypass;
2528                 }
2529         } while (ret != CHARGE_OK);
2530
2531         if (batch > nr_pages)
2532                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2533         css_put(&memcg->css);
2534 done:
2535         *ptr = memcg;
2536         return 0;
2537 nomem:
2538         *ptr = NULL;
2539         return -ENOMEM;
2540 bypass:
2541         *ptr = root_mem_cgroup;
2542         return -EINTR;
2543 }
2544
2545 /*
2546  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2547  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2548  * gotten by try_charge().
2549  */
2550 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2551                                        unsigned int nr_pages)
2552 {
2553         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2554                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2555
2556                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2557                 if (do_swap_account)
2558                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2559         }
2560 }
2561
2562 /*
2563  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2564  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2565  */
2566 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2567                                         unsigned int nr_pages)
2568 {
2569         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2570
2571         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2572                 return;
2573
2574         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2575         if (do_swap_account)
2576                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2577                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2578 }
2579
2580 /*
2581  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2582  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling css_tryget if
2583  * the mem_cgroup is used for charging. (dropping refcnt from swap can be
2584  * called against removed memcg.)
2585  */
2586 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2587 {
2588         struct cgroup_subsys_state *css;
2589
2590         /* ID 0 is unused ID */
2591         if (!id)
2592                 return NULL;
2593         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2594         if (!css)
2595                 return NULL;
2596         return mem_cgroup_from_css(css);
2597 }
2598
2599 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2600 {
2601         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2602         struct page_cgroup *pc;
2603         unsigned short id;
2604         swp_entry_t ent;
2605
2606         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2607
2608         pc = lookup_page_cgroup(page);
2609         lock_page_cgroup(pc);
2610         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2611                 memcg = pc->mem_cgroup;
2612                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2613                         memcg = NULL;
2614         } else if (PageSwapCache(page)) {
2615                 ent.val = page_private(page);
2616                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2617                 rcu_read_lock();
2618                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2619                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2620                         memcg = NULL;
2621                 rcu_read_unlock();
2622         }
2623         unlock_page_cgroup(pc);
2624         return memcg;
2625 }
2626
2627 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2628                                        struct page *page,
2629                                        unsigned int nr_pages,
2630                                        enum charge_type ctype,
2631                                        bool lrucare)
2632 {
2633         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2634         struct zone *uninitialized_var(zone);
2635         struct lruvec *lruvec;
2636         bool was_on_lru = false;
2637         bool anon;
2638
2639         lock_page_cgroup(pc);
2640         VM_BUG_ON(PageCgroupUsed(pc));
2641         /*
2642          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2643          * accessed by any other context at this point.
2644          */
2645
2646         /*
2647          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2648          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2649          */
2650         if (lrucare) {
2651                 zone = page_zone(page);
2652                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2653                 if (PageLRU(page)) {
2654                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2655                         ClearPageLRU(page);
2656                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2657                         was_on_lru = true;
2658                 }
2659         }
2660
2661         pc->mem_cgroup = memcg;
2662         /*
2663          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2664          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2665          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2666          * before USED bit, we need memory barrier here.
2667          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2668          */
2669         smp_wmb();
2670         SetPageCgroupUsed(pc);
2671
2672         if (lrucare) {
2673                 if (was_on_lru) {
2674                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2675                         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2676                         SetPageLRU(page);
2677                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2678                 }
2679                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2680         }
2681
2682         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON)
2683                 anon = true;
2684         else
2685                 anon = false;
2686
2687         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, nr_pages);
2688         unlock_page_cgroup(pc);
2689
2690         /*
2691          * "charge_statistics" updated event counter.
2692          */
2693         memcg_check_events(memcg, page);
2694 }
2695
2696 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
2697
2698 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2699 static inline bool memcg_can_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2700 {
2701         return !mem_cgroup_disabled() && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
2702                 (memcg->kmem_account_flags & KMEM_ACCOUNTED_MASK);
2703 }
2704
2705 /*
2706  * This is a bit cumbersome, but it is rarely used and avoids a backpointer
2707  * in the memcg_cache_params struct.
2708  */
2709 static struct kmem_cache *memcg_params_to_cache(struct memcg_cache_params *p)
2710 {
2711         struct kmem_cache *cachep;
2712
2713         VM_BUG_ON(p->is_root_cache);
2714         cachep = p->root_cache;
2715         return cachep->memcg_params->memcg_caches[memcg_cache_id(p->memcg)];
2716 }
2717
2718 #ifdef CONFIG_SLABINFO
2719 static int mem_cgroup_slabinfo_read(struct cgroup_subsys_state *css,
2720                                     struct cftype *cft, struct seq_file *m)
2721 {
2722         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2723         struct memcg_cache_params *params;
2724
2725         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
2726                 return -EIO;
2727
2728         print_slabinfo_header(m);
2729
2730         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
2731         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list)
2732                 cache_show(memcg_params_to_cache(params), m);
2733         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
2734
2735         return 0;
2736 }
2737 #endif
2738
2739 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp, u64 size)
2740 {
2741         struct res_counter *fail_res;
2742         struct mem_cgroup *_memcg;
2743         int ret = 0;
2744         bool may_oom;
2745
2746         ret = res_counter_charge(&memcg->kmem, size, &fail_res);
2747         if (ret)
2748                 return ret;
2749
2750         /*
2751          * Conditions under which we can wait for the oom_killer. Those are
2752          * the same conditions tested by the core page allocator
2753          */
2754         may_oom = (gfp & __GFP_FS) && !(gfp & __GFP_NORETRY);
2755
2756         _memcg = memcg;
2757         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp, size >> PAGE_SHIFT,
2758                                       &_memcg, may_oom);
2759
2760         if (ret == -EINTR)  {
2761                 /*
2762                  * __mem_cgroup_try_charge() chosed to bypass to root due to
2763                  * OOM kill or fatal signal.  Since our only options are to
2764                  * either fail the allocation or charge it to this cgroup, do
2765                  * it as a temporary condition. But we can't fail. From a
2766                  * kmem/slab perspective, the cache has already been selected,
2767                  * by mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
2768                  * our minds.
2769                  *
2770                  * This condition will only trigger if the task entered
2771                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed during
2772                  * __mem_cgroup_try_charge() above. Tasks that were already
2773                  * dying when the allocation triggers should have been already
2774                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
2775                  */
2776                 res_counter_charge_nofail(&memcg->res, size, &fail_res);
2777                 if (do_swap_account)
2778                         res_counter_charge_nofail(&memcg->memsw, size,
2779                                                   &fail_res);
2780                 ret = 0;
2781         } else if (ret)
2782                 res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size);
2783
2784         return ret;
2785 }
2786
2787 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, u64 size)
2788 {
2789         res_counter_uncharge(&memcg->res, size);
2790         if (do_swap_account)
2791                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, size);
2792
2793         /* Not down to 0 */
2794         if (res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size))
2795                 return;
2796
2797         /*
2798          * Releases a reference taken in kmem_cgroup_css_offline in case
2799          * this last uncharge is racing with the offlining code or it is
2800          * outliving the memcg existence.
2801          *
2802          * The memory barrier imposed by test&clear is paired with the
2803          * explicit one in memcg_kmem_mark_dead().
2804          */
2805         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
2806                 css_put(&memcg->css);
2807 }
2808
2809 void memcg_cache_list_add(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *cachep)
2810 {
2811         if (!memcg)
2812                 return;
2813
2814         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
2815         list_add(&cachep->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
2816         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
2817 }
2818
2819 /*
2820  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
2821  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
2822  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
2823  */
2824 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
2825 {
2826         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
2827 }
2828
2829 /*
2830  * This ends up being protected by the set_limit mutex, during normal
2831  * operation, because that is its main call site.
2832  *
2833  * But when we create a new cache, we can call this as well if its parent
2834  * is kmem-limited. That will have to hold set_limit_mutex as well.
2835  */
2836 int memcg_update_cache_sizes(struct mem_cgroup *memcg)
2837 {
2838         int num, ret;
2839
2840         num = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
2841                                 0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2842         if (num < 0)
2843                 return num;
2844         /*
2845          * After this point, kmem_accounted (that we test atomically in
2846          * the beginning of this conditional), is no longer 0. This
2847          * guarantees only one process will set the following boolean
2848          * to true. We don't need test_and_set because we're protected
2849          * by the set_limit_mutex anyway.
2850          */
2851         memcg_kmem_set_activated(memcg);
2852
2853         ret = memcg_update_all_caches(num+1);
2854         if (ret) {
2855                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, num);
2856                 memcg_kmem_clear_activated(memcg);
2857                 return ret;
2858         }
2859
2860         memcg->kmemcg_id = num;
2861         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
2862         mutex_init(&memcg->slab_caches_mutex);
2863         return 0;
2864 }
2865
2866 static size_t memcg_caches_array_size(int num_groups)
2867 {
2868         ssize_t size;
2869         if (num_groups <= 0)
2870                 return 0;
2871
2872         size = 2 * num_groups;
2873         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2874                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2875         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2876                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2877
2878         return size;
2879 }
2880
2881 /*
2882  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
2883  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
2884  * calling this.
2885  */
2886 void memcg_update_array_size(int num)
2887 {
2888         if (num > memcg_limited_groups_array_size)
2889                 memcg_limited_groups_array_size = memcg_caches_array_size(num);
2890 }
2891
2892 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w);
2893
2894 int memcg_update_cache_size(struct kmem_cache *s, int num_groups)
2895 {
2896         struct memcg_cache_params *cur_params = s->memcg_params;
2897
2898         VM_BUG_ON(s->memcg_params && !s->memcg_params->is_root_cache);
2899
2900         if (num_groups > memcg_limited_groups_array_size) {
2901                 int i;
2902                 ssize_t size = memcg_caches_array_size(num_groups);
2903
2904                 size *= sizeof(void *);
2905                 size += offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
2906
2907                 s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
2908                 if (!s->memcg_params) {
2909                         s->memcg_params = cur_params;
2910                         return -ENOMEM;
2911                 }
2912
2913                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
2914
2915                 /*
2916                  * There is the chance it will be bigger than
2917                  * memcg_limited_groups_array_size, if we failed an allocation
2918                  * in a cache, in which case all caches updated before it, will
2919                  * have a bigger array.
2920                  *
2921                  * But if that is the case, the data after
2922                  * memcg_limited_groups_array_size is certainly unused
2923                  */
2924                 for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
2925                         if (!cur_params->memcg_caches[i])
2926                                 continue;
2927                         s->memcg_params->memcg_caches[i] =
2928                                                 cur_params->memcg_caches[i];
2929                 }
2930
2931                 /*
2932                  * Ideally, we would wait until all caches succeed, and only
2933                  * then free the old one. But this is not worth the extra
2934                  * pointer per-cache we'd have to have for this.
2935                  *
2936                  * It is not a big deal if some caches are left with a size
2937                  * bigger than the others. And all updates will reset this
2938                  * anyway.
2939                  */
2940                 kfree(cur_params);
2941         }
2942         return 0;
2943 }
2944
2945 int memcg_register_cache(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s,
2946                          struct kmem_cache *root_cache)
2947 {
2948         size_t size;
2949
2950         if (!memcg_kmem_enabled())
2951                 return 0;
2952
2953         if (!memcg) {
2954                 size = offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
2955                 size += memcg_limited_groups_array_size * sizeof(void *);
2956         } else
2957                 size = sizeof(struct memcg_cache_params);
2958
2959         s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
2960         if (!s->memcg_params)
2961                 return -ENOMEM;
2962
2963         if (memcg) {
2964                 s->memcg_params->memcg = memcg;
2965                 s->memcg_params->root_cache = root_cache;
2966                 INIT_WORK(&s->memcg_params->destroy,
2967                                 kmem_cache_destroy_work_func);
2968         } else
2969                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
2970
2971         return 0;
2972 }
2973
2974 void memcg_release_cache(struct kmem_cache *s)
2975 {
2976         struct kmem_cache *root;
2977         struct mem_cgroup *memcg;
2978         int id;
2979
2980         /*
2981          * This happens, for instance, when a root cache goes away before we
2982          * add any memcg.
2983          */
2984         if (!s->memcg_params)
2985                 return;
2986
2987         if (s->memcg_params->is_root_cache)
2988                 goto out;
2989
2990         memcg = s->memcg_params->memcg;
2991         id  = memcg_cache_id(memcg);
2992
2993         root = s->memcg_params->root_cache;
2994         root->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
2995
2996         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
2997         list_del(&s->memcg_params->list);
2998         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
2999
3000         css_put(&memcg->css);
3001 out:
3002         kfree(s->memcg_params);
3003 }
3004
3005 /*
3006  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
3007  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
3008  * enqueing new caches to be created.
3009  *
3010  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
3011  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
3012  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
3013  * objects during debug.
3014  *
3015  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
3016  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
3017  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
3018  * cache again, failing at the same point.
3019  *
3020  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
3021  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
3022  * inside the following two functions.
3023  */
3024 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
3025 {
3026         VM_BUG_ON(!current->mm);
3027         current->memcg_kmem_skip_account++;
3028 }
3029
3030 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
3031 {
3032         VM_BUG_ON(!current->mm);
3033         current->memcg_kmem_skip_account--;
3034 }
3035
3036 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w)
3037 {
3038         struct kmem_cache *cachep;
3039         struct memcg_cache_params *p;
3040
3041         p = container_of(w, struct memcg_cache_params, destroy);
3042
3043         cachep = memcg_params_to_cache(p);
3044
3045         /*
3046          * If we get down to 0 after shrink, we could delete right away.
3047          * However, memcg_release_pages() already puts us back in the workqueue
3048          * in that case. If we proceed deleting, we'll get a dangling
3049          * reference, and removing the object from the workqueue in that case
3050          * is unnecessary complication. We are not a fast path.
3051          *
3052          * Note that this case is fundamentally different from racing with
3053          * shrink_slab(): if memcg_cgroup_destroy_cache() is called in
3054          * kmem_cache_shrink, not only we would be reinserting a dead cache
3055          * into the queue, but doing so from inside the worker racing to
3056          * destroy it.
3057          *
3058          * So if we aren't down to zero, we'll just schedule a worker and try
3059          * again
3060          */
3061         if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) != 0) {
3062                 kmem_cache_shrink(cachep);
3063                 if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) == 0)
3064                         return;
3065         } else
3066                 kmem_cache_destroy(cachep);
3067 }
3068
3069 void mem_cgroup_destroy_cache(struct kmem_cache *cachep)
3070 {
3071         if (!cachep->memcg_params->dead)
3072                 return;
3073
3074         /*
3075          * There are many ways in which we can get here.
3076          *
3077          * We can get to a memory-pressure situation while the delayed work is
3078          * still pending to run. The vmscan shrinkers can then release all
3079          * cache memory and get us to destruction. If this is the case, we'll
3080          * be executed twice, which is a bug (the second time will execute over
3081          * bogus data). In this case, cancelling the work should be fine.
3082          *
3083          * But we can also get here from the worker itself, if
3084          * kmem_cache_shrink is enough to shake all the remaining objects and
3085          * get the page count to 0. In this case, we'll deadlock if we try to
3086          * cancel the work (the worker runs with an internal lock held, which
3087          * is the same lock we would hold for cancel_work_sync().)
3088          *
3089          * Since we can't possibly know who got us here, just refrain from
3090          * running if there is already work pending
3091          */
3092         if (work_pending(&cachep->memcg_params->destroy))
3093                 return;
3094         /*
3095          * We have to defer the actual destroying to a workqueue, because
3096          * we might currently be in a context that cannot sleep.
3097          */
3098         schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3099 }
3100
3101 /*
3102  * This lock protects updaters, not readers. We want readers to be as fast as
3103  * they can, and they will either see NULL or a valid cache value. Our model
3104  * allow them to see NULL, in which case the root memcg will be selected.
3105  *
3106  * We need this lock because multiple allocations to the same cache from a non
3107  * will span more than one worker. Only one of them can create the cache.
3108  */
3109 static DEFINE_MUTEX(memcg_cache_mutex);
3110
3111 /*
3112  * Called with memcg_cache_mutex held
3113  */
3114 static struct kmem_cache *kmem_cache_dup(struct mem_cgroup *memcg,
3115                                          struct kmem_cache *s)
3116 {
3117         struct kmem_cache *new;
3118         static char *tmp_name = NULL;
3119
3120         lockdep_assert_held(&memcg_cache_mutex);
3121
3122         /*
3123          * kmem_cache_create_memcg duplicates the given name and
3124          * cgroup_name for this name requires RCU context.
3125          * This static temporary buffer is used to prevent from
3126          * pointless shortliving allocation.
3127          */
3128         if (!tmp_name) {
3129                 tmp_name = kmalloc(PATH_MAX, GFP_KERNEL);
3130                 if (!tmp_name)
3131                         return NULL;
3132         }
3133
3134         rcu_read_lock();
3135         snprintf(tmp_name, PATH_MAX, "%s(%d:%s)", s->name,
3136                          memcg_cache_id(memcg), cgroup_name(memcg->css.cgroup));
3137         rcu_read_unlock();
3138
3139         new = kmem_cache_create_memcg(memcg, tmp_name, s->object_size, s->align,
3140                                       (s->flags & ~SLAB_PANIC), s->ctor, s);
3141
3142         if (new)
3143                 new->allocflags |= __GFP_KMEMCG;
3144
3145         return new;
3146 }
3147
3148 static struct kmem_cache *memcg_create_kmem_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3149                                                   struct kmem_cache *cachep)
3150 {
3151         struct kmem_cache *new_cachep;
3152         int idx;
3153
3154         BUG_ON(!memcg_can_account_kmem(memcg));
3155
3156         idx = memcg_cache_id(memcg);
3157
3158         mutex_lock(&memcg_cache_mutex);
3159         new_cachep = cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3160         if (new_cachep) {
3161                 css_put(&memcg->css);
3162                 goto out;
3163         }
3164
3165         new_cachep = kmem_cache_dup(memcg, cachep);
3166         if (new_cachep == NULL) {
3167                 new_cachep = cachep;
3168                 css_put(&memcg->css);
3169                 goto out;
3170         }
3171
3172         atomic_set(&new_cachep->memcg_params->nr_pages , 0);
3173
3174         cachep->memcg_params->memcg_caches[idx] = new_cachep;
3175         /*
3176          * the readers won't lock, make sure everybody sees the updated value,
3177          * so they won't put stuff in the queue again for no reason
3178          */
3179         wmb();
3180 out:
3181         mutex_unlock(&memcg_cache_mutex);
3182         return new_cachep;
3183 }
3184
3185 void kmem_cache_destroy_memcg_children(struct kmem_cache *s)
3186 {
3187         struct kmem_cache *c;
3188         int i;
3189
3190         if (!s->memcg_params)
3191                 return;
3192         if (!s->memcg_params->is_root_cache)
3193                 return;
3194
3195         /*
3196          * If the cache is being destroyed, we trust that there is no one else
3197          * requesting objects from it. Even if there are, the sanity checks in
3198          * kmem_cache_destroy should caught this ill-case.
3199          *
3200          * Still, we don't want anyone else freeing memcg_caches under our
3201          * noses, which can happen if a new memcg comes to life. As usual,
3202          * we'll take the set_limit_mutex to protect ourselves against this.
3203          */
3204         mutex_lock(&set_limit_mutex);
3205         for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3206                 c = s->memcg_params->memcg_caches[i];
3207                 if (!c)
3208                         continue;
3209
3210                 /*
3211                  * We will now manually delete the caches, so to avoid races
3212                  * we need to cancel all pending destruction workers and
3213                  * proceed with destruction ourselves.
3214                  *
3215                  * kmem_cache_destroy() will call kmem_cache_shrink internally,
3216                  * and that could spawn the workers again: it is likely that
3217                  * the cache still have active pages until this very moment.
3218                  * This would lead us back to mem_cgroup_destroy_cache.
3219                  *
3220                  * But that will not execute at all if the "dead" flag is not
3221                  * set, so flip it down to guarantee we are in control.
3222                  */
3223                 c->memcg_params->dead = false;
3224                 cancel_work_sync(&c->memcg_params->destroy);
3225                 kmem_cache_destroy(c);
3226         }
3227         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3228 }
3229
3230 struct create_work {
3231         struct mem_cgroup *memcg;
3232         struct kmem_cache *cachep;
3233         struct work_struct work;
3234 };
3235
3236 static void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3237 {
3238         struct kmem_cache *cachep;
3239         struct memcg_cache_params *params;
3240
3241         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3242                 return;
3243
3244         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3245         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list) {
3246                 cachep = memcg_params_to_cache(params);
3247                 cachep->memcg_params->dead = true;
3248                 schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3249         }
3250         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3251 }
3252
3253 static void memcg_create_cache_work_func(struct work_struct *w)
3254 {
3255         struct create_work *cw;
3256
3257         cw = container_of(w, struct create_work, work);
3258         memcg_create_kmem_cache(cw->memcg, cw->cachep);
3259         kfree(cw);
3260 }
3261
3262 /*
3263  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
3264  */
3265 static void __memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3266                                          struct kmem_cache *cachep)
3267 {
3268         struct create_work *cw;
3269
3270         cw = kmalloc(sizeof(struct create_work), GFP_NOWAIT);
3271         if (cw == NULL) {
3272                 css_put(&memcg->css);
3273                 return;
3274         }
3275
3276         cw->memcg = memcg;
3277         cw->cachep = cachep;
3278
3279         INIT_WORK(&cw->work, memcg_create_cache_work_func);
3280         schedule_work(&cw->work);
3281 }
3282
3283 static void memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3284                                        struct kmem_cache *cachep)
3285 {
3286         /*
3287          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
3288          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
3289          * in __memcg_create_cache_enqueue will recurse.
3290          *
3291          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
3292          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
3293          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
3294          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
3295          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
3296          */
3297         memcg_stop_kmem_account();
3298         __memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3299         memcg_resume_kmem_account();
3300 }
3301 /*
3302  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
3303  * We try to use the current memcg's version of the cache.
3304  *
3305  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
3306  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
3307  * in a workqueue.
3308  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
3309  * the original cache.
3310  *
3311  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
3312  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
3313  */
3314 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
3315                                           gfp_t gfp)
3316 {
3317         struct mem_cgroup *memcg;
3318         int idx;
3319
3320         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
3321         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
3322
3323         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3324                 return cachep;
3325
3326         rcu_read_lock();
3327         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
3328
3329         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
3330                 goto out;
3331
3332         idx = memcg_cache_id(memcg);
3333
3334         /*
3335          * barrier to mare sure we're always seeing the up to date value.  The
3336          * code updating memcg_caches will issue a write barrier to match this.
3337          */
3338         read_barrier_depends();
3339         if (likely(cachep->memcg_params->memcg_caches[idx])) {
3340                 cachep = cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3341                 goto out;
3342         }
3343
3344         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
3345         if (!css_tryget(&memcg->css))
3346                 goto out;
3347         rcu_read_unlock();
3348
3349         /*
3350          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
3351          * context), we could be be predictable and return right away.
3352          * This would guarantee that the allocation being performed
3353          * already belongs in the new cache.
3354          *
3355          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
3356          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
3357          * kmem_cache_dup, this means no further allocation could happen
3358          * with the slab_mutex held.
3359          *
3360          * Also, because cache creation issue get_online_cpus(), this
3361          * creates a lock chain: memcg_slab_mutex -> cpu_hotplug_mutex,
3362          * that ends up reversed during cpu hotplug. (cpuset allocates
3363          * a bunch of GFP_KERNEL memory during cpuup). Due to all that,
3364          * better to defer everything.
3365          */
3366         memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3367         return cachep;
3368 out:
3369         rcu_read_unlock();
3370         return cachep;
3371 }
3372 EXPORT_SYMBOL(__memcg_kmem_get_cache);
3373
3374 /*
3375  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
3376  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
3377  * need a further commit step to do the final arrangements.
3378  *
3379  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
3380  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
3381  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
3382  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
3383  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
3384  * the compiled-out case as well.
3385  *
3386  * Returning true means the allocation is possible.
3387  */
3388 bool
3389 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
3390 {
3391         struct mem_cgroup *memcg;
3392         int ret;
3393
3394         *_memcg = NULL;
3395
3396         /*
3397          * Disabling accounting is only relevant for some specific memcg
3398          * internal allocations. Therefore we would initially not have such
3399          * check here, since direct calls to the page allocator that are marked
3400          * with GFP_KMEMCG only happen outside memcg core. We are mostly
3401          * concerned with cache allocations, and by having this test at
3402          * memcg_kmem_get_cache, we are already able to relay the allocation to
3403          * the root cache and bypass the memcg cache altogether.
3404          *
3405          * There is one exception, though: the SLUB allocator does not create
3406          * large order caches, but rather service large kmallocs directly from
3407          * the page allocator. Therefore, the following sequence when backed by
3408          * the SLUB allocator:
3409          *
3410          *      memcg_stop_kmem_account();
3411          *      kmalloc(<large_number>)
3412          *      memcg_resume_kmem_account();
3413          *
3414          * would effectively ignore the fact that we should skip accounting,
3415          * since it will drive us directly to this function without passing
3416          * through the cache selector memcg_kmem_get_cache. Such large
3417          * allocations are extremely rare but can happen, for instance, for the
3418          * cache arrays. We bring this test here.
3419          */
3420         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3421                 return true;
3422
3423         memcg = try_get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
3424
3425         /*
3426          * very rare case described in mem_cgroup_from_task. Unfortunately there
3427          * isn't much we can do without complicating this too much, and it would
3428          * be gfp-dependent anyway. Just let it go
3429          */
3430         if (unlikely(!memcg))
3431                 return true;
3432
3433         if (!memcg_can_account_kmem(memcg)) {
3434                 css_put(&memcg->css);
3435                 return true;
3436         }
3437
3438         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, PAGE_SIZE << order);
3439         if (!ret)
3440                 *_memcg = memcg;
3441
3442         css_put(&memcg->css);
3443         return (ret == 0);
3444 }
3445
3446 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3447                               int order)
3448 {
3449         struct page_cgroup *pc;
3450
3451         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3452
3453         /* The page allocation failed. Revert */
3454         if (!page) {
3455                 memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3456                 return;
3457         }
3458
3459         pc = lookup_page_cgroup(page);
3460         lock_page_cgroup(pc);
3461         pc->mem_cgroup = memcg;
3462         SetPageCgroupUsed(pc);
3463         unlock_page_cgroup(pc);
3464 }
3465
3466 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
3467 {
3468         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3469         struct page_cgroup *pc;
3470
3471
3472         pc = lookup_page_cgroup(page);
3473         /*
3474          * Fast unlocked return. Theoretically might have changed, have to
3475          * check again after locking.
3476          */
3477         if (!PageCgroupUsed(pc))
3478                 return;
3479
3480         lock_page_cgroup(pc);
3481         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3482                 memcg = pc->mem_cgroup;
3483                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3484         }
3485         unlock_page_cgroup(pc);
3486
3487         /*
3488          * We trust that only if there is a memcg associated with the page, it
3489          * is a valid allocation
3490          */
3491         if (!memcg)
3492                 return;
3493
3494         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3495         memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3496 }
3497 #else
3498 static inline void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3499 {
3500 }
3501 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3502
3503 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3504
3505 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
3506 /*
3507  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3508  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
3509  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
3510  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
3511  */
3512 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3513 {
3514         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
3515         struct page_cgroup *pc;
3516         struct mem_cgroup *memcg;
3517         int i;
3518
3519         if (mem_cgroup_disabled())
3520                 return;
3521
3522         memcg = head_pc->mem_cgroup;
3523         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3524                 pc = head_pc + i;
3525                 pc->mem_cgroup = memcg;
3526                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
3527                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
3528         }
3529         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
3530                        HPAGE_PMD_NR);
3531 }
3532 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3533
3534 /**
3535  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3536  * @page: the page
3537  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3538  * @pc: page_cgroup of the page.
3539  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3540  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3541  *
3542  * The caller must confirm following.
3543  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3544  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3545  *
3546  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3547  * from old cgroup.
3548  */
3549 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3550                                    unsigned int nr_pages,
3551                                    struct page_cgroup *pc,
3552                                    struct mem_cgroup *from,
3553                                    struct mem_cgroup *to)
3554 {
3555         unsigned long flags;
3556         int ret;
3557         bool anon = PageAnon(page);
3558
3559         VM_BUG_ON(from == to);
3560         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
3561         /*
3562          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3563          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3564          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3565          * hold it.
3566          */
3567         ret = -EBUSY;
3568         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3569                 goto out;
3570
3571         lock_page_cgroup(pc);
3572
3573         ret = -EINVAL;
3574         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
3575                 goto unlock;
3576
3577         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
3578
3579         if (!anon && page_mapped(page)) {
3580                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup */
3581                 preempt_disable();
3582                 __this_cpu_dec(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
3583                 __this_cpu_inc(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
3584                 preempt_enable();
3585         }
3586         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, anon, -nr_pages);
3587
3588         /* caller should have done css_get */
3589         pc->mem_cgroup = to;
3590         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, anon, nr_pages);
3591         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
3592         ret = 0;
3593 unlock:
3594         unlock_page_cgroup(pc);
3595         /*
3596          * check events
3597          */
3598         memcg_check_events(to, page);
3599         memcg_check_events(from, page);
3600 out:
3601         return ret;
3602 }
3603
3604 /**
3605  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
3606  * @page: the page to move
3607  * @pc: page_cgroup of the page
3608  * @child: page's cgroup
3609  *
3610  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
3611  * parent (aka use_hierarchy==0).
3612  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
3613  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
3614  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
3615  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
3616  * on the next attempt and the call should be retried later.
3617  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
3618  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
3619  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
3620  * LRU or vanish.
3621  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
3622  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
3623  * disappear in the next attempt.
3624  */
3625 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
3626                                   struct page_cgroup *pc,
3627                                   struct mem_cgroup *child)
3628 {
3629         struct mem_cgroup *parent;
3630         unsigned int nr_pages;
3631         unsigned long uninitialized_var(flags);
3632         int ret;
3633
3634         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
3635
3636         ret = -EBUSY;
3637         if (!get_page_unless_zero(page))
3638                 goto out;
3639         if (isolate_lru_page(page))
3640                 goto put;
3641
3642         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
3643
3644         parent = parent_mem_cgroup(child);
3645         /*
3646          * If no parent, move charges to root cgroup.
3647          */
3648         if (!parent)
3649                 parent = root_mem_cgroup;
3650
3651         if (nr_pages > 1) {
3652                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3653                 flags = compound_lock_irqsave(page);
3654         }
3655
3656         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
3657                                 pc, child, parent);
3658         if (!ret)
3659                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
3660
3661         if (nr_pages > 1)
3662                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
3663         putback_lru_page(page);
3664 put:
3665         put_page(page);
3666 out:
3667         return ret;
3668 }
3669
3670 /*
3671  * Charge the memory controller for page usage.
3672  * Return
3673  * 0 if the charge was successful
3674  * < 0 if the cgroup is over its limit
3675  */
3676 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3677                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
3678 {
3679         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3680         unsigned int nr_pages = 1;
3681         bool oom = true;
3682         int ret;
3683
3684         if (PageTransHuge(page)) {
3685                 nr_pages <<= compound_order(page);
3686                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3687                 /*
3688                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
3689                  * fault handler will fall back to regular pages.
3690                  */
3691                 oom = false;
3692         }
3693
3694         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
3695         if (ret == -ENOMEM)
3696                 return ret;
3697         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, ctype, false);
3698         return 0;
3699 }
3700
3701 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
3702                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
3703 {
3704         if (mem_cgroup_disabled())
3705                 return 0;
3706         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3707         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3708         VM_BUG_ON(!mm);
3709         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
3710                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3711 }
3712
3713 /*
3714  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
3715  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
3716  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
3717  * "commit()" or removed by "cancel()"
3718  */
3719 static int __mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
3720                                           struct page *page,
3721                                           gfp_t mask,
3722                                           struct mem_cgroup **memcgp)
3723 {
3724         struct mem_cgroup *memcg;
3725         struct page_cgroup *pc;
3726         int ret;
3727
3728         pc = lookup_page_cgroup(page);
3729         /*
3730          * Every swap fault against a single page tries to charge the
3731          * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
3732          * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
3733          * the page lock, which serializes swap cache removal, which
3734          * in turn serializes uncharging.
3735          */
3736         if (PageCgroupUsed(pc))
3737                 return 0;
3738         if (!do_swap_account)
3739                 goto charge_cur_mm;
3740         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
3741         if (!memcg)
3742                 goto charge_cur_mm;
3743         *memcgp = memcg;
3744         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
3745         css_put(&memcg->css);
3746         if (ret == -EINTR)
3747                 ret = 0;
3748         return ret;
3749 charge_cur_mm:
3750         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
3751         if (ret == -EINTR)
3752                 ret = 0;
3753         return ret;
3754 }
3755
3756 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm, struct page *page,
3757                                  gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
3758 {
3759         *memcgp = NULL;
3760         if (mem_cgroup_disabled())
3761                 return 0;
3762         /*
3763          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already
3764          * updated the pte, and even removed page from swap cache: in
3765          * those cases unuse_pte()'s pte_same() test will fail; but
3766          * there's also a KSM case which does need to charge the page.
3767          */
3768         if (!PageSwapCache(page)) {
3769                 int ret;
3770
3771                 ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, 1, memcgp, true);
3772                 if (ret == -EINTR)
3773                         ret = 0;
3774                 return ret;
3775         }
3776         return __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, memcgp);
3777 }
3778
3779 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
3780 {
3781         if (mem_cgroup_disabled())
3782                 return;
3783         if (!memcg)
3784                 return;
3785         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
3786 }
3787
3788 static void
3789 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3790                                         enum charge_type ctype)
3791 {
3792         if (mem_cgroup_disabled())
3793                 return;
3794         if (!memcg)
3795                 return;
3796
3797         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
3798         /*
3799          * Now swap is on-memory. This means this page may be
3800          * counted both as mem and swap....double count.
3801          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
3802          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
3803          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
3804          */
3805         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
3806                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
3807                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
3808         }
3809 }
3810
3811 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
3812                                      struct mem_cgroup *memcg)
3813 {
3814         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
3815                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3816 }
3817
3818 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3819                                 gfp_t gfp_mask)
3820 {
3821         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3822         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3823         int ret;
3824
3825         if (mem_cgroup_disabled())
3826                 return 0;
3827         if (PageCompound(page))
3828                 return 0;
3829
3830         if (!PageSwapCache(page))
3831                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
3832         else { /* page is swapcache/shmem */
3833                 ret = __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page,
3834                                                      gfp_mask, &memcg);
3835                 if (!ret)
3836                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
3837         }
3838         return ret;
3839 }
3840
3841 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
3842                                    unsigned int nr_pages,
3843                                    const enum charge_type ctype)
3844 {
3845         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
3846         bool uncharge_memsw = true;
3847
3848         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
3849         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
3850                 uncharge_memsw = false;
3851
3852         batch = &current->memcg_batch;
3853         /*
3854          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
3855          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
3856          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
3857          */
3858         if (!batch->memcg)
3859                 batch->memcg = memcg;
3860         /*
3861          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
3862          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
3863          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
3864          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
3865          * because we want to do uncharge as soon as possible.
3866          */
3867
3868         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
3869                 goto direct_uncharge;
3870
3871         if (nr_pages > 1)
3872                 goto direct_uncharge;
3873
3874         /*
3875          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
3876          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
3877          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
3878          */
3879         if (batch->memcg != memcg)
3880                 goto direct_uncharge;
3881         /* remember freed charge and uncharge it later */
3882         batch->nr_pages++;
3883         if (uncharge_memsw)
3884                 batch->memsw_nr_pages++;
3885         return;
3886 direct_uncharge:
3887         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
3888         if (uncharge_memsw)
3889                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
3890         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
3891                 memcg_oom_recover(memcg);
3892 }
3893
3894 /*
3895  * uncharge if !page_mapped(page)
3896  */
3897 static struct mem_cgroup *
3898 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype,
3899                              bool end_migration)
3900 {
3901         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3902         unsigned int nr_pages = 1;
3903         struct page_cgroup *pc;
3904         bool anon;
3905
3906         if (mem_cgroup_disabled())
3907                 return NULL;
3908
3909         if (PageTransHuge(page)) {
3910                 nr_pages <<= compound_order(page);
3911                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3912         }
3913         /*
3914          * Check if our page_cgroup is valid
3915          */
3916         pc = lookup_page_cgroup(page);
3917         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
3918                 return NULL;
3919
3920         lock_page_cgroup(pc);
3921
3922         memcg = pc->mem_cgroup;
3923
3924         if (!PageCgroupUsed(pc))
3925                 goto unlock_out;
3926
3927         anon = PageAnon(page);
3928
3929         switch (ctype) {
3930         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON:
3931                 /*
3932                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
3933                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
3934                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
3935                  */
3936                 anon = true;
3937                 /* fallthrough */
3938         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
3939                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
3940                 if (page_mapped(page))
3941                         goto unlock_out;
3942                 /*
3943                  * Pages under migration may not be uncharged.  But
3944                  * end_migration() /must/ be the one uncharging the
3945                  * unused post-migration page and so it has to call
3946                  * here with the migration bit still set.  See the
3947                  * res_counter handling below.
3948                  */
3949                 if (!end_migration && PageCgroupMigration(pc))
3950                         goto unlock_out;
3951                 break;
3952         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
3953                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
3954                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
3955                                 goto unlock_out;
3956                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
3957                                 goto unlock_out;
3958                 break;
3959         default:
3960                 break;
3961         }
3962
3963         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, -nr_pages);
3964
3965         ClearPageCgroupUsed(pc);
3966         /*
3967          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
3968          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
3969          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
3970          * special functions.
3971          */
3972
3973         unlock_page_cgroup(pc);
3974         /*
3975          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
3976          * will never be freed, so it's safe to call css_get().
3977          */
3978         memcg_check_events(memcg, page);
3979         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
3980                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
3981                 css_get(&memcg->css);
3982         }
3983         /*
3984          * Migration does not charge the res_counter for the
3985          * replacement page, so leave it alone when phasing out the
3986          * page that is unused after the migration.
3987          */
3988         if (!end_migration && !mem_cgroup_is_root(memcg))
3989                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
3990
3991         return memcg;
3992
3993 unlock_out:
3994         unlock_page_cgroup(pc);
3995         return NULL;
3996 }
3997
3998 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
3999 {
4000         /* early check. */
4001         if (page_mapped(page))
4002                 return;
4003         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
4004         /*
4005          * If the page is in swap cache, uncharge should be deferred
4006          * to the swap path, which also properly accounts swap usage
4007          * and handles memcg lifetime.
4008          *
4009          * Note that this check is not stable and reclaim may add the
4010          * page to swap cache at any time after this.  However, if the
4011          * page is not in swap cache by the time page->mapcount hits
4012          * 0, there won't be any page table references to the swap
4013          * slot, and reclaim will free it and not actually write the
4014          * page to disk.
4015          */
4016         if (PageSwapCache(page))
4017                 return;
4018         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
4019 }
4020
4021 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
4022 {
4023         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
4024         VM_BUG_ON(page->mapping);
4025         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE, false);
4026 }
4027
4028 /*
4029  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
4030  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
4031  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
4032  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
4033  * This may be called prural(2) times in a context,
4034  */
4035
4036 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
4037 {
4038         current->memcg_batch.do_batch++;
4039         /* We can do nest. */
4040         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
4041                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
4042                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
4043                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
4044         }
4045 }
4046
4047 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
4048 {
4049         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
4050
4051         if (!batch->do_batch)
4052                 return;
4053
4054         batch->do_batch--;
4055         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
4056                 return;
4057
4058         if (!batch->memcg)
4059                 return;
4060         /*
4061          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
4062          * bacause we hide charges behind us.
4063          */
4064         if (batch->nr_pages)
4065                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
4066                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
4067         if (batch->memsw_nr_pages)
4068                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
4069                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
4070         memcg_oom_recover(batch->memcg);
4071         /* forget this pointer (for sanity check) */
4072         batch->memcg = NULL;
4073 }
4074
4075 #ifdef CONFIG_SWAP
4076 /*
4077  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
4078  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
4079  */
4080 void
4081 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
4082 {
4083         struct mem_cgroup *memcg;
4084         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
4085
4086         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
4087                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
4088
4089         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype, false);
4090
4091         /*
4092          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
4093          * css_get() was called in uncharge().
4094          */
4095         if (do_swap_account && swapout && memcg)
4096                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
4097 }
4098 #endif
4099
4100 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4101 /*
4102  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
4103  * uncharge "memsw" account.
4104  */
4105 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
4106 {
4107         struct mem_cgroup *memcg;
4108         unsigned short id;
4109
4110         if (!do_swap_account)
4111                 return;
4112
4113         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
4114         rcu_read_lock();
4115         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
4116         if (memcg) {
4117                 /*
4118                  * We uncharge this because swap is freed.
4119                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
4120                  */
4121                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4122                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
4123                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
4124                 css_put(&memcg->css);
4125         }
4126         rcu_read_unlock();
4127 }
4128
4129 /**
4130  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
4131  * @entry: swap entry to be moved
4132  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
4133  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
4134  *
4135  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
4136  * as the mem_cgroup's id of @from.
4137  *
4138  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
4139  *
4140  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
4141  * both res and memsw, and called css_get().
4142  */
4143 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4144                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4145 {
4146         unsigned short old_id, new_id;
4147
4148         old_id = css_id(&from->css);
4149         new_id = css_id(&to->css);
4150
4151         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
4152                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
4153                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
4154                 /*
4155                  * This function is only called from task migration context now.
4156                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
4157                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
4158                  * improvement. But we cannot postpone css_get(to)  because if
4159                  * the process that has been moved to @to does swap-in, the
4160                  * refcount of @to might be decreased to 0.
4161                  *
4162                  * We are in attach() phase, so the cgroup is guaranteed to be
4163                  * alive, so we can just call css_get().
4164                  */
4165                 css_get(&to->css);
4166                 return 0;
4167         }
4168         return -EINVAL;
4169 }
4170 #else
4171 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4172                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4173 {
4174         return -EINVAL;
4175 }
4176 #endif
4177
4178 /*
4179  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
4180  * page belongs to.
4181  */
4182 void mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page, struct page *newpage,
4183                                   struct mem_cgroup **memcgp)
4184 {
4185         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4186         unsigned int nr_pages = 1;
4187         struct page_cgroup *pc;
4188         enum charge_type ctype;
4189
4190         *memcgp = NULL;
4191
4192         if (mem_cgroup_disabled())
4193                 return;
4194
4195         if (PageTransHuge(page))
4196                 nr_pages <<= compound_order(page);
4197
4198         pc = lookup_page_cgroup(page);
4199         lock_page_cgroup(pc);
4200         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4201                 memcg = pc->mem_cgroup;
4202                 css_get(&memcg->css);
4203                 /*
4204                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
4205                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
4206                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
4207                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
4208                  * until end_migration() is called
4209                  *
4210                  * Corner Case Thinking
4211                  * A)
4212                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
4213                  * while migration was ongoing.
4214                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
4215                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
4216                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
4217                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
4218                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
4219                  *
4220                  * B)
4221                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
4222                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
4223                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
4224                  * without charging it again.
4225                  *
4226                  * C)
4227                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
4228                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
4229                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
4230                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
4231                  */
4232                 if (PageAnon(page))
4233                         SetPageCgroupMigration(pc);
4234         }
4235         unlock_page_cgroup(pc);
4236         /*
4237          * If the page is not charged at this point,
4238          * we return here.
4239          */
4240         if (!memcg)
4241                 return;
4242
4243         *memcgp = memcg;
4244         /*
4245          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
4246          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
4247          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
4248          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
4249          */
4250         if (PageAnon(page))
4251                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON;
4252         else
4253                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4254         /*
4255          * The page is committed to the memcg, but it's not actually
4256          * charged to the res_counter since we plan on replacing the
4257          * old one and only one page is going to be left afterwards.
4258          */
4259         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, nr_pages, ctype, false);
4260 }
4261
4262 /* remove redundant charge if migration failed*/
4263 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
4264         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
4265 {
4266         struct page *used, *unused;
4267         struct page_cgroup *pc;
4268         bool anon;
4269
4270         if (!memcg)
4271                 return;
4272
4273         if (!migration_ok) {
4274                 used = oldpage;
4275                 unused = newpage;
4276         } else {
4277                 used = newpage;
4278                 unused = oldpage;
4279         }
4280         anon = PageAnon(used);
4281         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
4282                                      anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON
4283                                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE,
4284                                      true);
4285         css_put(&memcg->css);
4286         /*
4287          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
4288          * of the page goes down to zero, temporarly.
4289          * Clear the flag and check the page should be charged.
4290          */
4291         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4292         lock_page_cgroup(pc);
4293         ClearPageCgroupMigration(pc);
4294         unlock_page_cgroup(pc);
4295
4296         /*
4297          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
4298          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
4299          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
4300          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
4301          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
4302          * check. (see prepare_charge() also)
4303          */
4304         if (anon)
4305                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
4306 }
4307
4308 /*
4309  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
4310  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
4311  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
4312  */
4313 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
4314                                   struct page *newpage)
4315 {
4316         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4317         struct page_cgroup *pc;
4318         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4319
4320         if (mem_cgroup_disabled())
4321                 return;
4322
4323         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4324         /* fix accounting on old pages */
4325         lock_page_cgroup(pc);
4326         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4327                 memcg = pc->mem_cgroup;
4328                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, oldpage, false, -1);
4329                 ClearPageCgroupUsed(pc);
4330         }
4331         unlock_page_cgroup(pc);
4332
4333         /*
4334          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
4335          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
4336          */
4337         if (!memcg)
4338                 return;
4339         /*
4340          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
4341          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
4342          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
4343          */
4344         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
4345 }
4346
4347 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4348 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
4349 {
4350         struct page_cgroup *pc;
4351
4352         pc = lookup_page_cgroup(page);
4353         /*
4354          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
4355          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
4356          * or when mem_cgroup_disabled().
4357          */
4358         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
4359                 return pc;
4360         return NULL;
4361 }
4362
4363 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
4364 {
4365         if (mem_cgroup_disabled())
4366                 return false;
4367
4368         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
4369 }
4370
4371 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
4372 {
4373         struct page_cgroup *pc;
4374
4375         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
4376         if (pc) {
4377                 pr_alert("pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
4378                          pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
4379         }
4380 }
4381 #endif
4382
4383 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4384                                 unsigned long long val)
4385 {
4386         int retry_count;
4387         u64 memswlimit, memlimit;
4388         int ret = 0;
4389         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4390         u64 curusage, oldusage;
4391         int enlarge;
4392
4393         /*
4394          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
4395          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
4396          * of # of children which we should visit in this loop.
4397          */
4398         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
4399
4400         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4401
4402         enlarge = 0;
4403         while (retry_count) {
4404                 if (signal_pending(current)) {
4405                         ret = -EINTR;
4406                         break;
4407                 }
4408                 /*
4409                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4410                  * open coded manner. You see what this really does.
4411                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4412                  */
4413                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4414                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4415                 if (memswlimit < val) {
4416                         ret = -EINVAL;
4417                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4418                         break;
4419                 }
4420
4421                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4422                 if (memlimit < val)
4423                         enlarge = 1;
4424
4425                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
4426                 if (!ret) {
4427                         if (memswlimit == val)
4428                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4429                         else
4430                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4431                 }
4432                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4433
4434                 if (!ret)
4435                         break;
4436
4437                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4438                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4439                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4440                 /* Usage is reduced ? */
4441                 if (curusage >= oldusage)
4442                         retry_count--;
4443                 else
4444                         oldusage = curusage;
4445         }
4446         if (!ret && enlarge)
4447                 memcg_oom_recover(memcg);
4448
4449         return ret;
4450 }
4451
4452 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4453                                         unsigned long long val)
4454 {
4455         int retry_count;
4456         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
4457         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4458         int ret = -EBUSY;
4459         int enlarge = 0;
4460
4461         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
4462         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4463         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4464         while (retry_count) {
4465                 if (signal_pending(current)) {
4466                         ret = -EINTR;
4467                         break;
4468                 }
4469                 /*
4470                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4471                  * open coded manner. You see what this really does.
4472                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4473                  */
4474                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4475                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4476                 if (memlimit > val) {
4477                         ret = -EINVAL;
4478                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4479                         break;
4480                 }
4481                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4482                 if (memswlimit < val)
4483                         enlarge = 1;
4484                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
4485                 if (!ret) {
4486                         if (memlimit == val)
4487                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4488                         else
4489                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4490                 }
4491                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4492
4493                 if (!ret)
4494                         break;
4495
4496                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4497                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
4498                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4499                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4500                 /* Usage is reduced ? */
4501                 if (curusage >= oldusage)
4502                         retry_count--;
4503                 else
4504                         oldusage = curusage;
4505         }
4506         if (!ret && enlarge)
4507                 memcg_oom_recover(memcg);
4508         return ret;
4509 }
4510
4511 /**
4512  * mem_cgroup_force_empty_list - clears LRU of a group
4513  * @memcg: group to clear
4514  * @node: NUMA node
4515  * @zid: zone id
4516  * @lru: lru to to clear
4517  *
4518  * Traverse a specified page_cgroup list and try to drop them all.  This doesn't
4519  * reclaim the pages page themselves - pages are moved to the parent (or root)
4520  * group.
4521  */
4522 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
4523                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
4524 {
4525         struct lruvec *lruvec;
4526         unsigned long flags;
4527         struct list_head *list;
4528         struct page *busy;
4529         struct zone *zone;
4530
4531         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
4532         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
4533         list = &lruvec->lists[lru];
4534
4535         busy = NULL;
4536         do {
4537                 struct page_cgroup *pc;
4538                 struct page *page;
4539
4540                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
4541                 if (list_empty(list)) {
4542                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4543                         break;
4544                 }
4545                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
4546                 if (busy == page) {
4547                         list_move(&page->lru, list);
4548                         busy = NULL;
4549                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4550                         continue;
4551                 }
4552                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4553
4554                 pc = lookup_page_cgroup(page);
4555
4556                 if (mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg)) {
4557                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
4558                         busy = page;
4559                         cond_resched();
4560                 } else
4561                         busy = NULL;
4562         } while (!list_empty(list));
4563 }
4564
4565 /*
4566  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task by moving
4567  * all the charges and pages to the parent.
4568  * This enables deleting this mem_cgroup.
4569  *
4570  * Caller is responsible for holding css reference on the memcg.
4571  */
4572 static void mem_cgroup_reparent_charges(struct mem_cgroup *memcg)
4573 {
4574         int node, zid;
4575         u64 usage;
4576
4577         do {
4578                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
4579                 lru_add_drain_all();
4580                 drain_all_stock_sync(memcg);
4581                 mem_cgroup_start_move(memcg);
4582                 for_each_node_state(node, N_MEMORY) {
4583                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4584                                 enum lru_list lru;
4585                                 for_each_lru(lru) {
4586                                         mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
4587                                                         node, zid, lru);
4588                                 }
4589                         }
4590                 }
4591                 mem_cgroup_end_move(memcg);
4592                 memcg_oom_recover(memcg);
4593                 cond_resched();
4594
4595                 /*
4596                  * Kernel memory may not necessarily be trackable to a specific
4597                  * process. So they are not migrated, and therefore we can't
4598                  * expect their value to drop to 0 here.
4599                  * Having res filled up with kmem only is enough.
4600                  *
4601                  * This is a safety check because mem_cgroup_force_empty_list
4602                  * could have raced with mem_cgroup_replace_page_cache callers
4603                  * so the lru seemed empty but the page could have been added
4604                  * right after the check. RES_USAGE should be safe as we always
4605                  * charge before adding to the LRU.
4606                  */
4607                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) -
4608                         res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE);
4609         } while (usage > 0);
4610 }
4611
4612 /*
4613  * This mainly exists for tests during the setting of set of use_hierarchy.
4614  * Since this is the very setting we are changing, the current hierarchy value
4615  * is meaningless
4616  */
4617 static inline bool __memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4618 {
4619         struct cgroup_subsys_state *pos;
4620
4621         /* bounce at first found */
4622         css_for_each_child(pos, &memcg->css)
4623                 return true;
4624         return false;
4625 }
4626
4627 /*
4628  * Must be called with memcg_create_mutex held, unless the cgroup is guaranteed
4629  * to be already dead (as in mem_cgroup_force_empty, for instance).  This is
4630  * from mem_cgroup_count_children(), in the sense that we don't really care how
4631  * many children we have; we only need to know if we have any.  It also counts
4632  * any memcg without hierarchy as infertile.
4633  */
4634 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4635 {
4636         return memcg->use_hierarchy && __memcg_has_children(memcg);
4637 }
4638
4639 /*
4640  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
4641  * the rest to the parent.
4642  *
4643  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
4644  */
4645 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
4646 {
4647         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4648         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
4649
4650         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
4651         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
4652                 return -EBUSY;
4653
4654         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
4655         lru_add_drain_all();
4656         /* try to free all pages in this cgroup */
4657         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
4658                 int progress;
4659
4660                 if (signal_pending(current))
4661                         return -EINTR;
4662
4663                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
4664                                                 false);
4665                 if (!progress) {
4666                         nr_retries--;
4667                         /* maybe some writeback is necessary */
4668                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
4669                 }
4670
4671         }
4672         lru_add_drain();
4673         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
4674
4675         return 0;
4676 }
4677
4678 static int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4679                                         unsigned int event)
4680 {
4681         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4682
4683         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
4684                 return -EINVAL;
4685         return mem_cgroup_force_empty(memcg);
4686 }
4687
4688 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4689                                      struct cftype *cft)
4690 {
4691         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
4692 }
4693
4694 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4695                                       struct cftype *cft, u64 val)
4696 {
4697         int retval = 0;
4698         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4699         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
4700
4701         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4702
4703         if (memcg->use_hierarchy == val)
4704                 goto out;
4705
4706         /*
4707          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
4708          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
4709          * occur, provided the current cgroup has no children.
4710          *
4711          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
4712          * set if there are no children.
4713          */
4714         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
4715                                 (val == 1 || val == 0)) {
4716                 if (!__memcg_has_children(memcg))
4717                         memcg->use_hierarchy = val;
4718                 else
4719                         retval = -EBUSY;
4720         } else
4721                 retval = -EINVAL;
4722
4723 out:
4724         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4725
4726         return retval;
4727 }
4728
4729
4730 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
4731                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
4732 {
4733         struct mem_cgroup *iter;
4734         long val = 0;
4735
4736         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
4737         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4738                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
4739
4740         if (val < 0) /* race ? */
4741                 val = 0;
4742         return val;
4743 }
4744
4745 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4746 {
4747         u64 val;
4748
4749         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
4750                 if (!swap)
4751                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4752                 else
4753                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4754         }
4755
4756         /*
4757          * Transparent hugepages are still accounted for in MEM_CGROUP_STAT_RSS
4758          * as well as in MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE.
4759          */
4760         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
4761         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
4762
4763         if (swap)
4764                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
4765
4766         return val << PAGE_SHIFT;
4767 }
4768
4769 static ssize_t mem_cgroup_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4770                                struct cftype *cft, struct file *file,
4771                                char __user *buf, size_t nbytes, loff_t *ppos)
4772 {
4773         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4774         char str[64];
4775         u64 val;
4776         int name, len;
4777         enum res_type type;
4778
4779         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4780         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
4781
4782         switch (type) {
4783         case _MEM:
4784                 if (name == RES_USAGE)
4785                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4786                 else
4787                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
4788                 break;
4789         case _MEMSWAP:
4790                 if (name == RES_USAGE)
4791                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4792                 else
4793                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
4794                 break;
4795         case _KMEM:
4796                 val = res_counter_read_u64(&memcg->kmem, name);
4797                 break;
4798         default:
4799                 BUG();
4800         }
4801
4802         len = scnprintf(str, sizeof(str), "%llu\n", (unsigned long long)val);
4803         return simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, str, len);
4804 }
4805
4806 static int memcg_update_kmem_limit(struct cgroup_subsys_state *css, u64 val)
4807 {
4808         int ret = -EINVAL;
4809 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4810         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4811         /*
4812          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
4813          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
4814          * already joined.
4815          *
4816          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
4817          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
4818          * place, which makes the value quite meaningless.
4819          *
4820          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
4821          * of course permitted.
4822          */
4823         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4824         mutex_lock(&set_limit_mutex);
4825         if (!memcg->kmem_account_flags && val != RESOURCE_MAX) {
4826                 if (cgroup_task_count(css->cgroup) || memcg_has_children(memcg)) {
4827                         ret = -EBUSY;
4828                         goto out;
4829                 }
4830                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
4831                 VM_BUG_ON(ret);
4832
4833                 ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
4834                 if (ret) {
4835                         res_counter_set_limit(&memcg->kmem, RESOURCE_MAX);
4836                         goto out;
4837                 }
4838                 static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
4839                 /*
4840                  * setting the active bit after the inc will guarantee no one
4841                  * starts accounting before all call sites are patched
4842                  */
4843                 memcg_kmem_set_active(memcg);
4844         } else
4845                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
4846 out:
4847         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4848         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4849 #endif
4850         return ret;
4851 }
4852
4853 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4854 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
4855 {
4856         int ret = 0;
4857         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
4858         if (!parent)
4859                 goto out;
4860
4861         memcg->kmem_account_flags = parent->kmem_account_flags;
4862         /*
4863          * When that happen, we need to disable the static branch only on those
4864          * memcgs that enabled it. To achieve this, we would be forced to
4865          * complicate the code by keeping track of which memcgs were the ones
4866          * that actually enabled limits, and which ones got it from its
4867          * parents.
4868          *
4869          * It is a lot simpler just to do static_key_slow_inc() on every child
4870          * that is accounted.
4871          */
4872         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
4873                 goto out;
4874
4875         /*
4876          * __mem_cgroup_free() will issue static_key_slow_dec() because this
4877          * memcg is active already. If the later initialization fails then the
4878          * cgroup core triggers the cleanup so we do not have to do it here.
4879          */
4880         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
4881
4882         mutex_lock(&set_limit_mutex);
4883         memcg_stop_kmem_account();
4884         ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
4885         memcg_resume_kmem_account();
4886         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4887 out:
4888         return ret;
4889 }
4890 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
4891
4892 /*
4893  * The user of this function is...
4894  * RES_LIMIT.
4895  */
4896 static int mem_cgroup_write(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft,
4897                             const char *buffer)
4898 {
4899         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4900         enum res_type type;
4901         int name;
4902         unsigned long long val;
4903         int ret;
4904
4905         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4906         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
4907
4908         switch (name) {
4909         case RES_LIMIT:
4910                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
4911                         ret = -EINVAL;
4912                         break;
4913                 }
4914                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
4915                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
4916                 if (ret)
4917                         break;
4918                 if (type == _MEM)
4919                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
4920                 else if (type == _MEMSWAP)
4921                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
4922                 else if (type == _KMEM)
4923                         ret = memcg_update_kmem_limit(css, val);
4924                 else
4925                         return -EINVAL;
4926                 break;
4927         case RES_SOFT_LIMIT:
4928                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
4929                 if (ret)
4930                         break;
4931                 /*
4932                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
4933                  * of semantics, for now, we support soft limits for
4934                  * control without swap
4935                  */
4936                 if (type == _MEM)
4937                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
4938                 else
4939                         ret = -EINVAL;
4940                 break;
4941         default:
4942                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
4943                 break;
4944         }
4945         return ret;
4946 }
4947
4948 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4949                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
4950 {
4951         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
4952
4953         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4954         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4955         if (!memcg->use_hierarchy)
4956                 goto out;
4957
4958         while (css_parent(&memcg->css)) {
4959                 memcg = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
4960                 if (!memcg->use_hierarchy)
4961                         break;
4962                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4963                 min_limit = min(min_limit, tmp);
4964                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4965                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
4966         }
4967 out:
4968         *mem_limit = min_limit;
4969         *memsw_limit = min_memsw_limit;
4970 }
4971
4972 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup_subsys_state *css, unsigned int event)
4973 {
4974         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4975         int name;
4976         enum res_type type;
4977
4978         type = MEMFILE_TYPE(event);
4979         name = MEMFILE_ATTR(event);
4980
4981         switch (name) {
4982         case RES_MAX_USAGE:
4983                 if (type == _MEM)
4984                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
4985                 else if (type == _MEMSWAP)
4986                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
4987                 else if (type == _KMEM)
4988                         res_counter_reset_max(&memcg->kmem);
4989                 else
4990                         return -EINVAL;
4991                 break;
4992         case RES_FAILCNT:
4993                 if (type == _MEM)
4994                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
4995                 else if (type == _MEMSWAP)
4996                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
4997                 else if (type == _KMEM)
4998                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->kmem);
4999                 else
5000                         return -EINVAL;
5001                 break;
5002         }
5003
5004         return 0;
5005 }
5006
5007 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5008                                         struct cftype *cft)
5009 {
5010         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
5011 }
5012
5013 #ifdef CONFIG_MMU
5014 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5015                                         struct cftype *cft, u64 val)
5016 {
5017         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5018
5019         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
5020                 return -EINVAL;
5021
5022         /*
5023          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
5024          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
5025          * on with stale data. This means that changes to this value will only
5026          * affect task migrations starting after the change.
5027          */
5028         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
5029         return 0;
5030 }
5031 #else
5032 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5033                                         struct cftype *cft, u64 val)
5034 {
5035         return -ENOSYS;
5036 }
5037 #endif
5038
5039 #ifdef CONFIG_NUMA
5040 static int memcg_numa_stat_show(struct cgroup_subsys_state *css,
5041                                 struct cftype *cft, struct seq_file *m)
5042 {
5043         int nid;
5044         unsigned long total_nr, file_nr, anon_nr, unevictable_nr;
5045         unsigned long node_nr;
5046         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5047
5048         total_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL);
5049         seq_printf(m, "total=%lu", total_nr);
5050         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5051                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL);
5052                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5053         }
5054         seq_putc(m, '\n');
5055
5056         file_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_FILE);
5057         seq_printf(m, "file=%lu", file_nr);
5058         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5059                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5060                                 LRU_ALL_FILE);
5061                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5062         }
5063         seq_putc(m, '\n');
5064
5065         anon_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_ANON);
5066         seq_printf(m, "anon=%lu", anon_nr);
5067         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5068                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5069                                 LRU_ALL_ANON);
5070                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5071         }
5072         seq_putc(m, '\n');
5073
5074         unevictable_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
5075         seq_printf(m, "unevictable=%lu", unevictable_nr);
5076         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5077                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5078                                 BIT(LRU_UNEVICTABLE));
5079                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5080         }
5081         seq_putc(m, '\n');
5082         return 0;
5083 }
5084 #endif /* CONFIG_NUMA */
5085
5086 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
5087 {
5088         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
5089 }
5090
5091 static int memcg_stat_show(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft,
5092                                  struct seq_file *m)
5093 {
5094         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5095         struct mem_cgroup *mi;
5096         unsigned int i;
5097
5098         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5099                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5100                         continue;
5101                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
5102                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
5103         }
5104
5105         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
5106                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
5107                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
5108
5109         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
5110                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
5111                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
5112
5113         /* Hierarchical information */
5114         {
5115                 unsigned long long limit, memsw_limit;
5116                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
5117                 seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n", limit);
5118                 if (do_swap_account)
5119                         seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
5120                                    memsw_limit);
5121         }
5122
5123         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5124                 long long val = 0;
5125
5126                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5127                         continue;
5128                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5129                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
5130                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
5131         }
5132
5133         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
5134                 unsigned long long val = 0;
5135
5136                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5137                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
5138                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
5139                            mem_cgroup_events_names[i], val);
5140         }
5141
5142         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
5143                 unsigned long long val = 0;
5144
5145                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5146                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
5147                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
5148         }
5149
5150 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5151         {
5152                 int nid, zid;
5153                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5154                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
5155                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
5156                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
5157
5158                 for_each_online_node(nid)
5159                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
5160                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
5161                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
5162
5163                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
5164                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
5165                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
5166                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
5167                         }
5168                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
5169                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
5170                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
5171                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
5172         }
5173 #endif
5174
5175         return 0;
5176 }
5177
5178 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5179                                       struct cftype *cft)
5180 {
5181         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5182
5183         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
5184 }
5185
5186 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5187                                        struct cftype *cft, u64 val)
5188 {
5189         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5190         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5191
5192         if (val > 100 || !parent)
5193                 return -EINVAL;
5194
5195         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5196
5197         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
5198         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5199                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5200                 return -EINVAL;
5201         }
5202
5203         memcg->swappiness = val;
5204
5205         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5206
5207         return 0;
5208 }
5209
5210 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5211 {
5212         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
5213         u64 usage;
5214         int i;
5215
5216         rcu_read_lock();
5217         if (!swap)
5218                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
5219         else
5220                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
5221
5222         if (!t)
5223                 goto unlock;
5224
5225         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
5226
5227         /*
5228          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
5229          * If it's not true, a threshold was crossed after last
5230          * call of __mem_cgroup_threshold().
5231          */
5232         i = t->current_threshold;
5233
5234         /*
5235          * Iterate backward over array of thresholds starting from
5236          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
5237          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
5238          * only one element of the array here.
5239          */
5240         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
5241                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5242
5243         /* i = current_threshold + 1 */
5244         i++;
5245
5246         /*
5247          * Iterate forward over array of thresholds starting from
5248          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
5249          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
5250          * only one element of the array here.
5251          */
5252         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
5253                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5254
5255         /* Update current_threshold */
5256         t->current_threshold = i - 1;
5257 unlock:
5258         rcu_read_unlock();
5259 }
5260
5261 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
5262 {
5263         while (memcg) {
5264                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
5265                 if (do_swap_account)
5266                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
5267
5268                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5269         }
5270 }
5271
5272 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
5273 {
5274         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
5275         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
5276
5277         if (_a->threshold > _b->threshold)
5278                 return 1;
5279
5280         if (_a->threshold < _b->threshold)
5281                 return -1;
5282
5283         return 0;
5284 }
5285
5286 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
5287 {
5288         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
5289
5290         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
5291                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
5292         return 0;
5293 }
5294
5295 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
5296 {
5297         struct mem_cgroup *iter;
5298
5299         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5300                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
5301 }
5302
5303 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5304         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5305 {
5306         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5307         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5308         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5309         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5310         u64 threshold, usage;
5311         int i, size, ret;
5312
5313         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
5314         if (ret)
5315                 return ret;
5316
5317         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5318
5319         if (type == _MEM)
5320                 thresholds = &memcg->thresholds;
5321         else if (type == _MEMSWAP)
5322                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5323         else
5324                 BUG();
5325
5326         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5327
5328         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
5329         if (thresholds->primary)
5330                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5331
5332         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
5333
5334         /* Allocate memory for new array of thresholds */
5335         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5336                         GFP_KERNEL);
5337         if (!new) {
5338                 ret = -ENOMEM;
5339                 goto unlock;
5340         }
5341         new->size = size;
5342
5343         /* Copy thresholds (if any) to new array */
5344         if (thresholds->primary) {
5345                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
5346                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
5347         }
5348
5349         /* Add new threshold */
5350         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
5351         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
5352
5353         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
5354         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5355                         compare_thresholds, NULL);
5356
5357         /* Find current threshold */
5358         new->current_threshold = -1;
5359         for (i = 0; i < size; i++) {
5360                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
5361                         /*
5362                          * new->current_threshold will not be used until
5363                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5364                          * it here.
5365                          */
5366                         ++new->current_threshold;
5367                 } else
5368                         break;
5369         }
5370
5371         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
5372         kfree(thresholds->spare);
5373         thresholds->spare = thresholds->primary;
5374
5375         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5376
5377         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5378         synchronize_rcu();
5379
5380 unlock:
5381         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5382
5383         return ret;
5384 }
5385
5386 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5387         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5388 {
5389         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5390         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5391         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5392         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5393         u64 usage;
5394         int i, j, size;
5395
5396         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5397         if (type == _MEM)
5398                 thresholds = &memcg->thresholds;
5399         else if (type == _MEMSWAP)
5400                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5401         else
5402                 BUG();
5403
5404         if (!thresholds->primary)
5405                 goto unlock;
5406
5407         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5408
5409         /* Check if a threshold crossed before removing */
5410         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5411
5412         /* Calculate new number of threshold */
5413         size = 0;
5414         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5415                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
5416                         size++;
5417         }
5418
5419         new = thresholds->spare;
5420
5421         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
5422         if (!size) {
5423                 kfree(new);
5424                 new = NULL;
5425                 goto swap_buffers;
5426         }
5427
5428         new->size = size;
5429
5430         /* Copy thresholds and find current threshold */
5431         new->current_threshold = -1;
5432         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5433                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
5434                         continue;
5435
5436                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
5437                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
5438                         /*
5439                          * new->current_threshold will not be used
5440                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5441                          * it here.
5442                          */
5443                         ++new->current_threshold;
5444                 }
5445                 j++;
5446         }
5447
5448 swap_buffers:
5449         /* Swap primary and spare array */
5450         thresholds->spare = thresholds->primary;
5451         /* If all events are unregistered, free the spare array */
5452         if (!new) {
5453                 kfree(thresholds->spare);
5454                 thresholds->spare = NULL;
5455         }
5456
5457         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5458
5459         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5460         synchronize_rcu();
5461 unlock:
5462         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5463 }
5464
5465 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5466         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5467 {
5468         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5469         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
5470         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5471
5472         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5473         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5474         if (!event)
5475                 return -ENOMEM;
5476
5477         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5478
5479         event->eventfd = eventfd;
5480         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
5481
5482         /* already in OOM ? */
5483         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5484                 eventfd_signal(eventfd, 1);
5485         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5486
5487         return 0;
5488 }
5489
5490 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5491         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5492 {
5493         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5494         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
5495         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5496
5497         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5498
5499         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5500
5501         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
5502                 if (ev->eventfd == eventfd) {
5503                         list_del(&ev->list);
5504                         kfree(ev);
5505                 }
5506         }
5507
5508         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5509 }
5510
5511 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5512         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
5513 {
5514         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5515
5516         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", memcg->oom_kill_disable);
5517
5518         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5519                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
5520         else
5521                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
5522         return 0;
5523 }
5524
5525 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5526         struct cftype *cft, u64 val)
5527 {
5528         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5529         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5530
5531         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
5532         if (!parent || !((val == 0) || (val == 1)))
5533                 return -EINVAL;
5534
5535         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5536         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
5537         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5538                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5539                 return -EINVAL;
5540         }
5541         memcg->oom_kill_disable = val;
5542         if (!val)
5543                 memcg_oom_recover(memcg);
5544         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5545         return 0;
5546 }
5547
5548 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5549 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5550 {
5551         int ret;
5552
5553         memcg->kmemcg_id = -1;
5554         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
5555         if (ret)
5556                 return ret;
5557
5558         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
5559 }
5560
5561 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5562 {
5563         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
5564 }
5565
5566 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5567 {
5568         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5569                 return;
5570
5571         /*
5572          * kmem charges can outlive the cgroup. In the case of slab
5573          * pages, for instance, a page contain objects from various
5574          * processes. As we prevent from taking a reference for every
5575          * such allocation we have to be careful when doing uncharge
5576          * (see memcg_uncharge_kmem) and here during offlining.
5577          *
5578          * The idea is that that only the _last_ uncharge which sees
5579          * the dead memcg will drop the last reference. An additional
5580          * reference is taken here before the group is marked dead
5581          * which is then paired with css_put during uncharge resp. here.
5582          *
5583          * Although this might sound strange as this path is called from
5584          * css_offline() when the referencemight have dropped down to 0
5585          * and shouldn't be incremented anymore (css_tryget would fail)
5586          * we do not have other options because of the kmem allocations
5587          * lifetime.
5588          */
5589         css_get(&memcg->css);
5590
5591         memcg_kmem_mark_dead(memcg);
5592
5593         if (res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0)
5594                 return;
5595
5596         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
5597                 css_put(&memcg->css);
5598 }
5599 #else
5600 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5601 {
5602         return 0;
5603 }
5604
5605 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5606 {
5607 }
5608
5609 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5610 {
5611 }
5612 #endif
5613
5614 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
5615         {
5616                 .name = "usage_in_bytes",
5617                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
5618                 .read = mem_cgroup_read,
5619                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
5620                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
5621         },
5622         {
5623                 .name = "max_usage_in_bytes",
5624                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
5625                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5626                 .read = mem_cgroup_read,
5627         },
5628         {
5629                 .name = "limit_in_bytes",
5630                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
5631                 .write_string = mem_cgroup_write,
5632                 .read = mem_cgroup_read,
5633         },
5634         {
5635                 .name = "soft_limit_in_bytes",
5636                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
5637                 .write_string = mem_cgroup_write,
5638                 .read = mem_cgroup_read,
5639         },
5640         {
5641                 .name = "failcnt",
5642                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
5643                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5644                 .read = mem_cgroup_read,
5645         },
5646         {
5647                 .name = "stat",
5648                 .read_seq_string = memcg_stat_show,
5649         },
5650         {
5651                 .name = "force_empty",
5652                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
5653         },
5654         {
5655                 .name = "use_hierarchy",
5656                 .flags = CFTYPE_INSANE,
5657                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
5658                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
5659         },
5660         {
5661                 .name = "swappiness",
5662                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
5663                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
5664         },
5665         {
5666                 .name = "move_charge_at_immigrate",
5667                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
5668                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
5669         },
5670         {
5671                 .name = "oom_control",
5672                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
5673                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
5674                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
5675                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
5676                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
5677         },
5678         {
5679                 .name = "pressure_level",
5680                 .register_event = vmpressure_register_event,
5681                 .unregister_event = vmpressure_unregister_event,
5682         },
5683 #ifdef CONFIG_NUMA
5684         {
5685                 .name = "numa_stat",
5686                 .read_seq_string = memcg_numa_stat_show,
5687         },
5688 #endif
5689 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5690         {
5691                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
5692                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
5693                 .write_string = mem_cgroup_write,
5694                 .read = mem_cgroup_read,
5695         },
5696         {
5697                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
5698                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
5699                 .read = mem_cgroup_read,
5700         },
5701         {
5702                 .name = "kmem.failcnt",
5703                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
5704                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5705                 .read = mem_cgroup_read,
5706         },
5707         {
5708                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
5709                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
5710                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5711                 .read = mem_cgroup_read,
5712         },
5713 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5714         {
5715                 .name = "kmem.slabinfo",
5716                 .read_seq_string = mem_cgroup_slabinfo_read,
5717         },
5718 #endif
5719 #endif
5720         { },    /* terminate */
5721 };
5722
5723 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5724 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
5725         {
5726                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
5727                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
5728                 .read = mem_cgroup_read,
5729                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
5730                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
5731         },
5732         {
5733                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
5734                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
5735                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5736                 .read = mem_cgroup_read,
5737         },
5738         {
5739                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
5740                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
5741                 .write_string = mem_cgroup_write,
5742                 .read = mem_cgroup_read,
5743         },
5744         {
5745                 .name = "memsw.failcnt",
5746                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
5747                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5748                 .read = mem_cgroup_read,
5749         },
5750         { },    /* terminate */
5751 };
5752 #endif
5753 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5754 {
5755         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5756         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5757         int zone, tmp = node;
5758         /*
5759          * This routine is called against possible nodes.
5760          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
5761          *
5762          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
5763          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
5764          *       function.
5765          */
5766         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5767                 tmp = -1;
5768         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
5769         if (!pn)
5770                 return 1;
5771
5772         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
5773                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
5774                 lruvec_init(&mz->lruvec);
5775                 mz->memcg = memcg;
5776         }
5777         memcg->nodeinfo[node] = pn;
5778         return 0;
5779 }
5780
5781 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5782 {
5783         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
5784 }
5785
5786 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
5787 {
5788         struct mem_cgroup *memcg;
5789         size_t size = memcg_size();
5790
5791         /* Can be very big if nr_node_ids is very big */
5792         if (size < PAGE_SIZE)
5793                 memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
5794         else
5795                 memcg = vzalloc(size);
5796
5797         if (!memcg)
5798                 return NULL;
5799
5800         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
5801         if (!memcg->stat)
5802                 goto out_free;
5803         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
5804         return memcg;
5805
5806 out_free:
5807         if (size < PAGE_SIZE)
5808                 kfree(memcg);
5809         else
5810                 vfree(memcg);
5811         return NULL;
5812 }
5813
5814 /*
5815  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
5816  * (scanning all at force_empty is too costly...)
5817  *
5818  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
5819  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
5820  * it goes down to 0.
5821  *
5822  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
5823  */
5824
5825 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5826 {
5827         int node;
5828         size_t size = memcg_size();
5829
5830         free_css_id(&mem_cgroup_subsys, &memcg->css);
5831
5832         for_each_node(node)
5833                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
5834
5835         free_percpu(memcg->stat);
5836
5837         /*
5838          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
5839          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
5840          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
5841          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
5842          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
5843          *
5844          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
5845          * to move this code around, and make sure it is outside
5846          * the cgroup_lock.
5847          */
5848         disarm_static_keys(memcg);
5849         if (size < PAGE_SIZE)
5850                 kfree(memcg);
5851         else
5852                 vfree(memcg);
5853 }
5854
5855 /*
5856  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
5857  */
5858 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
5859 {
5860         if (!memcg->res.parent)
5861                 return NULL;
5862         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
5863 }
5864 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
5865
5866 static struct cgroup_subsys_state * __ref
5867 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
5868 {
5869         struct mem_cgroup *memcg;
5870         long error = -ENOMEM;
5871         int node;
5872
5873         memcg = mem_cgroup_alloc();
5874         if (!memcg)
5875                 return ERR_PTR(error);
5876
5877         for_each_node(node)
5878                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
5879                         goto free_out;
5880
5881         /* root ? */
5882         if (parent_css == NULL) {
5883                 root_mem_cgroup = memcg;
5884                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
5885                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
5886                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5887         }
5888
5889         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
5890         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5891         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
5892         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5893         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5894         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
5895
5896         return &memcg->css;
5897
5898 free_out:
5899         __mem_cgroup_free(memcg);
5900         return ERR_PTR(error);
5901 }
5902
5903 static int
5904 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
5905 {
5906         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5907         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(css));
5908         int error = 0;
5909
5910         if (!parent)
5911                 return 0;
5912
5913         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5914
5915         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
5916         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
5917         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5918
5919         if (parent->use_hierarchy) {
5920                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
5921                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
5922                 res_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
5923
5924                 /*
5925                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
5926                  * core guarantees its existence.
5927                  */
5928         } else {
5929                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
5930                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
5931                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5932                 /*
5933                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
5934                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
5935                  * unfortunate state in our controller.
5936                  */
5937                 if (parent != root_mem_cgroup)
5938                         mem_cgroup_subsys.broken_hierarchy = true;
5939         }
5940
5941         error = memcg_init_kmem(memcg, &mem_cgroup_subsys);
5942         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5943         return error;
5944 }
5945
5946 /*
5947  * Announce all parents that a group from their hierarchy is gone.
5948  */
5949 static void mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *memcg)
5950 {
5951         struct mem_cgroup *parent = memcg;
5952
5953         while ((parent = parent_mem_cgroup(parent)))
5954                 mem_cgroup_iter_invalidate(parent);
5955
5956         /*
5957          * if the root memcg is not hierarchical we have to check it
5958          * explicitely.
5959          */
5960         if (!root_mem_cgroup->use_hierarchy)
5961                 mem_cgroup_iter_invalidate(root_mem_cgroup);
5962 }
5963
5964 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
5965 {
5966         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5967
5968         kmem_cgroup_css_offline(memcg);
5969
5970         mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(memcg);
5971         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
5972         mem_cgroup_destroy_all_caches(memcg);
5973         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
5974 }
5975
5976 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
5977 {
5978         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5979
5980         memcg_destroy_kmem(memcg);
5981         __mem_cgroup_free(memcg);
5982 }
5983
5984 #ifdef CONFIG_MMU
5985 /* Handlers for move charge at task migration. */
5986 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
5987 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5988 {
5989         int ret = 0;
5990         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
5991         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
5992
5993         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5994                 mc.precharge += count;
5995                 /* we don't need css_get for root */
5996                 return ret;
5997         }
5998         /* try to charge at once */
5999         if (count > 1) {
6000                 struct res_counter *dummy;
6001                 /*
6002                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
6003                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
6004                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
6005                  * css_get().
6006                  */
6007                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
6008                         goto one_by_one;
6009                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
6010                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
6011                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
6012                         goto one_by_one;
6013                 }
6014                 mc.precharge += count;
6015                 return ret;
6016         }
6017 one_by_one:
6018         /* fall back to one by one charge */
6019         while (count--) {
6020                 if (signal_pending(current)) {
6021                         ret = -EINTR;
6022                         break;
6023                 }
6024                 if (!batch_count--) {
6025                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6026                         cond_resched();
6027                 }
6028                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
6029                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
6030                 if (ret)
6031                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
6032                         return ret;
6033                 mc.precharge++;
6034         }
6035         return ret;
6036 }
6037
6038 /**
6039  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
6040  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
6041  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
6042  * @ptent: the pte to be checked
6043  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
6044  *
6045  * Returns
6046  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
6047  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
6048  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
6049  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
6050  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
6051  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
6052  *     in target->ent.
6053  *
6054  * Called with pte lock held.
6055  */
6056 union mc_target {
6057         struct page     *page;
6058         swp_entry_t     ent;
6059 };
6060
6061 enum mc_target_type {
6062         MC_TARGET_NONE = 0,
6063         MC_TARGET_PAGE,
6064         MC_TARGET_SWAP,
6065 };
6066
6067 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
6068                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
6069 {
6070         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
6071
6072         if (!page || !page_mapped(page))
6073                 return NULL;
6074         if (PageAnon(page)) {
6075                 /* we don't move shared anon */
6076                 if (!move_anon())
6077                         return NULL;
6078         } else if (!move_file())
6079                 /* we ignore mapcount for file pages */
6080                 return NULL;
6081         if (!get_page_unless_zero(page))
6082                 return NULL;
6083
6084         return page;
6085 }
6086
6087 #ifdef CONFIG_SWAP
6088 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6089                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6090 {
6091         struct page *page = NULL;
6092         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
6093
6094         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
6095                 return NULL;
6096         /*
6097          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
6098          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
6099          */
6100         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
6101         if (do_swap_account)
6102                 entry->val = ent.val;
6103
6104         return page;
6105 }
6106 #else
6107 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6108                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6109 {
6110         return NULL;
6111 }
6112 #endif
6113
6114 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
6115                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6116 {
6117         struct page *page = NULL;
6118         struct address_space *mapping;
6119         pgoff_t pgoff;
6120
6121         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
6122                 return NULL;
6123         if (!move_file())
6124                 return NULL;
6125
6126         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
6127         if (pte_none(ptent))
6128                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
6129         else /* pte_file(ptent) is true */
6130                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
6131
6132         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
6133         page = find_get_page(mapping, pgoff);
6134
6135 #ifdef CONFIG_SWAP
6136         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
6137         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
6138                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
6139                 if (do_swap_account)
6140                         *entry = swap;
6141                 page = find_get_page(swap_address_space(swap), swap.val);
6142         }
6143 #endif
6144         return page;
6145 }
6146
6147 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
6148                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
6149 {
6150         struct page *page = NULL;
6151         struct page_cgroup *pc;
6152         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6153         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
6154
6155         if (pte_present(ptent))
6156                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
6157         else if (is_swap_pte(ptent))
6158                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6159         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
6160                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6161
6162         if (!page && !ent.val)
6163                 return ret;
6164         if (page) {
6165                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6166                 /*
6167                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
6168                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
6169                  * the lock.
6170                  */
6171                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6172                         ret = MC_TARGET_PAGE;
6173                         if (target)
6174                                 target->page = page;
6175                 }
6176                 if (!ret || !target)
6177                         put_page(page);
6178         }
6179         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
6180         if (ent.val && !ret &&
6181                         css_id(&mc.from->css) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
6182                 ret = MC_TARGET_SWAP;
6183                 if (target)
6184                         target->ent = ent;
6185         }
6186         return ret;
6187 }
6188
6189 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
6190 /*
6191  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
6192  * support them for now.
6193  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
6194  */
6195 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6196                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6197 {
6198         struct page *page = NULL;
6199         struct page_cgroup *pc;
6200         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6201
6202         page = pmd_page(pmd);
6203         VM_BUG_ON(!page || !PageHead(page));
6204         if (!move_anon())
6205                 return ret;
6206         pc = lookup_page_cgroup(page);
6207         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6208                 ret = MC_TARGET_PAGE;
6209                 if (target) {
6210                         get_page(page);
6211                         target->page = page;
6212                 }
6213         }
6214         return ret;
6215 }
6216 #else
6217 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6218                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6219 {
6220         return MC_TARGET_NONE;
6221 }
6222 #endif
6223
6224 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
6225                                         unsigned long addr, unsigned long end,
6226                                         struct mm_walk *walk)
6227 {
6228         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6229         pte_t *pte;
6230         spinlock_t *ptl;
6231
6232         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
6233                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
6234                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
6235                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6236                 return 0;
6237         }
6238
6239         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6240                 return 0;
6241         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6242         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
6243                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
6244                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
6245         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6246         cond_resched();
6247
6248         return 0;
6249 }
6250
6251 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
6252 {
6253         unsigned long precharge;
6254         struct vm_area_struct *vma;
6255
6256         down_read(&mm->mmap_sem);
6257         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6258                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
6259                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
6260                         .mm = mm,
6261                         .private = vma,
6262                 };
6263                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6264                         continue;
6265                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6266                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
6267         }
6268         up_read(&mm->mmap_sem);
6269
6270         precharge = mc.precharge;
6271         mc.precharge = 0;
6272
6273         return precharge;
6274 }
6275
6276 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
6277 {
6278         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
6279
6280         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
6281         mc.moving_task = current;
6282         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
6283 }
6284
6285 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
6286 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
6287 {
6288         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6289         struct mem_cgroup *to = mc.to;
6290         int i;
6291
6292         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
6293         if (mc.precharge) {
6294                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
6295                 mc.precharge = 0;
6296         }
6297         /*
6298          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
6299          * we must uncharge here.
6300          */
6301         if (mc.moved_charge) {
6302                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
6303                 mc.moved_charge = 0;
6304         }
6305         /* we must fixup refcnts and charges */
6306         if (mc.moved_swap) {
6307                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
6308                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
6309                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
6310                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6311
6312                 for (i = 0; i < mc.moved_swap; i++)
6313                         css_put(&mc.from->css);
6314
6315                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
6316                         /*
6317                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
6318                          * uncharge to->res.
6319                          */
6320                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
6321                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6322                 }
6323                 /* we've already done css_get(mc.to) */
6324                 mc.moved_swap = 0;
6325         }
6326         memcg_oom_recover(from);
6327         memcg_oom_recover(to);
6328         wake_up_all(&mc.waitq);
6329 }
6330
6331 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
6332 {
6333         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6334
6335         /*
6336          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
6337          * task migration.
6338          */
6339         mc.moving_task = NULL;
6340         __mem_cgroup_clear_mc();
6341         spin_lock(&mc.lock);
6342         mc.from = NULL;
6343         mc.to = NULL;
6344         spin_unlock(&mc.lock);
6345         mem_cgroup_end_move(from);
6346 }
6347
6348 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6349                                  struct cgroup_taskset *tset)
6350 {
6351         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6352         int ret = 0;
6353         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6354         unsigned long move_charge_at_immigrate;
6355
6356         /*
6357          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
6358          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
6359          * So we need to save it, and keep it going.
6360          */
6361         move_charge_at_immigrate  = memcg->move_charge_at_immigrate;
6362         if (move_charge_at_immigrate) {
6363                 struct mm_struct *mm;
6364                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
6365
6366                 VM_BUG_ON(from == memcg);
6367
6368                 mm = get_task_mm(p);
6369                 if (!mm)
6370                         return 0;
6371                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
6372                 if (mm->owner == p) {
6373                         VM_BUG_ON(mc.from);
6374                         VM_BUG_ON(mc.to);
6375                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
6376                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
6377                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
6378                         mem_cgroup_start_move(from);
6379                         spin_lock(&mc.lock);
6380                         mc.from = from;
6381                         mc.to = memcg;
6382                         mc.immigrate_flags = move_charge_at_immigrate;
6383                         spin_unlock(&mc.lock);
6384                         /* We set mc.moving_task later */
6385
6386                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6387                         if (ret)
6388                                 mem_cgroup_clear_mc();
6389                 }
6390                 mmput(mm);
6391         }
6392         return ret;
6393 }
6394
6395 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6396                                      struct cgroup_taskset *tset)
6397 {
6398         mem_cgroup_clear_mc();
6399 }
6400
6401 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6402                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6403                                 struct mm_walk *walk)
6404 {
6405         int ret = 0;
6406         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6407         pte_t *pte;
6408         spinlock_t *ptl;
6409         enum mc_target_type target_type;
6410         union mc_target target;
6411         struct page *page;
6412         struct page_cgroup *pc;
6413
6414         /*
6415          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
6416          * happens because:
6417          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
6418          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
6419          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
6420          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
6421          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
6422          *    part of thp split is not executed yet.
6423          */
6424         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
6425                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6426                         spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6427                         return 0;
6428                 }
6429                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6430                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6431                         page = target.page;
6432                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6433                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6434                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
6435                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
6436                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6437                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6438                                 }
6439                                 putback_lru_page(page);
6440                         }
6441                         put_page(page);
6442                 }
6443                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6444                 return 0;
6445         }
6446
6447         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6448                 return 0;
6449 retry:
6450         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6451         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6452                 pte_t ptent = *(pte++);
6453                 swp_entry_t ent;
6454
6455                 if (!mc.precharge)
6456                         break;
6457
6458                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6459                 case MC_TARGET_PAGE:
6460                         page = target.page;
6461                         if (isolate_lru_page(page))
6462                                 goto put;
6463                         pc = lookup_page_cgroup(page);
6464                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
6465                                                      mc.from, mc.to)) {
6466                                 mc.precharge--;
6467                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6468                                 mc.moved_charge++;
6469                         }
6470                         putback_lru_page(page);
6471 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6472                         put_page(page);
6473                         break;
6474                 case MC_TARGET_SWAP:
6475                         ent = target.ent;
6476                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6477                                 mc.precharge--;
6478                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
6479                                 mc.moved_swap++;
6480                         }
6481                         break;
6482                 default:
6483                         break;
6484                 }
6485         }
6486         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6487         cond_resched();
6488
6489         if (addr != end) {
6490                 /*
6491                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6492                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6493                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6494                  * phase.
6495                  */
6496                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6497                 if (!ret)
6498                         goto retry;
6499         }
6500
6501         return ret;
6502 }
6503
6504 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
6505 {
6506         struct vm_area_struct *vma;
6507
6508         lru_add_drain_all();
6509 retry:
6510         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
6511                 /*
6512                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
6513                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6514                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6515                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6516                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6517                  */
6518                 __mem_cgroup_clear_mc();
6519                 cond_resched();
6520                 goto retry;
6521         }
6522         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6523                 int ret;
6524                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
6525                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6526                         .mm = mm,
6527                         .private = vma,
6528                 };
6529                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6530                         continue;
6531                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6532                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
6533                 if (ret)
6534                         /*
6535                          * means we have consumed all precharges and failed in
6536                          * doing additional charge. Just abandon here.
6537                          */
6538                         break;
6539         }
6540         up_read(&mm->mmap_sem);
6541 }
6542
6543 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
6544                                  struct cgroup_taskset *tset)
6545 {
6546         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6547         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
6548
6549         if (mm) {
6550                 if (mc.to)
6551                         mem_cgroup_move_charge(mm);
6552                 mmput(mm);
6553         }
6554         if (mc.to)
6555                 mem_cgroup_clear_mc();
6556 }
6557 #else   /* !CONFIG_MMU */
6558 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6559                                  struct cgroup_taskset *tset)
6560 {
6561         return 0;
6562 }
6563 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6564                                      struct cgroup_taskset *tset)
6565 {
6566 }
6567 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
6568                                  struct cgroup_taskset *tset)
6569 {
6570 }
6571 #endif
6572
6573 /*
6574  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
6575  * to verify sane_behavior flag on each mount attempt.
6576  */
6577 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
6578 {
6579         /*
6580          * use_hierarchy is forced with sane_behavior.  cgroup core
6581          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
6582          * on for the root memcg is enough.
6583          */
6584         if (cgroup_sane_behavior(root_css->cgroup))
6585                 mem_cgroup_from_css(root_css)->use_hierarchy = true;
6586 }
6587
6588 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
6589         .name = "memory",
6590         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
6591         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6592         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6593         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6594         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6595         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6596         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6597         .attach = mem_cgroup_move_task,
6598         .bind = mem_cgroup_bind,
6599         .base_cftypes = mem_cgroup_files,
6600         .early_init = 0,
6601         .use_id = 1,
6602 };
6603
6604 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6605 static int __init enable_swap_account(char *s)
6606 {
6607         if (!strcmp(s, "1"))
6608                 really_do_swap_account = 1;
6609         else if (!strcmp(s, "0"))
6610                 really_do_swap_account = 0;
6611         return 1;
6612 }
6613 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
6614
6615 static void __init memsw_file_init(void)
6616 {
6617         WARN_ON(cgroup_add_cftypes(&mem_cgroup_subsys, memsw_cgroup_files));
6618 }
6619
6620 static void __init enable_swap_cgroup(void)
6621 {
6622         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
6623                 do_swap_account = 1;
6624                 memsw_file_init();
6625         }
6626 }
6627
6628 #else
6629 static void __init enable_swap_cgroup(void)
6630 {
6631 }
6632 #endif
6633
6634 /*
6635  * subsys_initcall() for memory controller.
6636  *
6637  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
6638  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
6639  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
6640  * be initialized from here.
6641  */
6642 static int __init mem_cgroup_init(void)
6643 {
6644         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
6645         enable_swap_cgroup();
6646         memcg_stock_init();
6647         return 0;
6648 }
6649 subsys_initcall(mem_cgroup_init);