bb894b071f59a131453daaa8f0dda315633f77eb
[platform/adaptation/renesas_rcar/renesas_kernel.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * Kernel Memory Controller
14  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
15  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
16  *
17  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
18  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
19  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
20  * (at your option) any later version.
21  *
22  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
23  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
24  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
25  * GNU General Public License for more details.
26  */
27
28 #include <linux/res_counter.h>
29 #include <linux/memcontrol.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31 #include <linux/mm.h>
32 #include <linux/hugetlb.h>
33 #include <linux/pagemap.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/page-flags.h>
36 #include <linux/backing-dev.h>
37 #include <linux/bit_spinlock.h>
38 #include <linux/rcupdate.h>
39 #include <linux/limits.h>
40 #include <linux/export.h>
41 #include <linux/mutex.h>
42 #include <linux/rbtree.h>
43 #include <linux/slab.h>
44 #include <linux/swap.h>
45 #include <linux/swapops.h>
46 #include <linux/spinlock.h>
47 #include <linux/eventfd.h>
48 #include <linux/sort.h>
49 #include <linux/fs.h>
50 #include <linux/seq_file.h>
51 #include <linux/vmalloc.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_FILE_MAPPED,  /* # of pages charged as file rss */
97         MEM_CGROUP_STAT_SWAP, /* # of pages, swapped out */
98         MEM_CGROUP_STAT_NSTATS,
99 };
100
101 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
102         "cache",
103         "rss",
104         "mapped_file",
105         "swap",
106 };
107
108 enum mem_cgroup_events_index {
109         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
110         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
111         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
112         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
113         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
114 };
115
116 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
117         "pgpgin",
118         "pgpgout",
119         "pgfault",
120         "pgmajfault",
121 };
122
123 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
124         "inactive_anon",
125         "active_anon",
126         "inactive_file",
127         "active_file",
128         "unevictable",
129 };
130
131 /*
132  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
133  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
134  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
135  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
136  */
137 enum mem_cgroup_events_target {
138         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
139         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
140         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
141         MEM_CGROUP_NTARGETS,
142 };
143 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
144 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
145 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
146
147 struct mem_cgroup_stat_cpu {
148         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
149         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
150         unsigned long nr_page_events;
151         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
152 };
153
154 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
155         /* css_id of the last scanned hierarchy member */
156         int position;
157         /* scan generation, increased every round-trip */
158         unsigned int generation;
159 };
160
161 /*
162  * per-zone information in memory controller.
163  */
164 struct mem_cgroup_per_zone {
165         struct lruvec           lruvec;
166         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
167
168         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
169
170         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
171         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
172                                                 /* the soft limit is exceeded*/
173         bool                    on_tree;
174         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
175                                                 /* use container_of        */
176 };
177
178 struct mem_cgroup_per_node {
179         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
180 };
181
182 struct mem_cgroup_lru_info {
183         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[0];
184 };
185
186 /*
187  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
188  * their hierarchy representation
189  */
190
191 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
192         struct rb_root rb_root;
193         spinlock_t lock;
194 };
195
196 struct mem_cgroup_tree_per_node {
197         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
198 };
199
200 struct mem_cgroup_tree {
201         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
202 };
203
204 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
205
206 struct mem_cgroup_threshold {
207         struct eventfd_ctx *eventfd;
208         u64 threshold;
209 };
210
211 /* For threshold */
212 struct mem_cgroup_threshold_ary {
213         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
214         int current_threshold;
215         /* Size of entries[] */
216         unsigned int size;
217         /* Array of thresholds */
218         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
219 };
220
221 struct mem_cgroup_thresholds {
222         /* Primary thresholds array */
223         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
224         /*
225          * Spare threshold array.
226          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
227          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
228          */
229         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
230 };
231
232 /* for OOM */
233 struct mem_cgroup_eventfd_list {
234         struct list_head list;
235         struct eventfd_ctx *eventfd;
236 };
237
238 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
239 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
240
241 /*
242  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
243  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
244  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
245  * to help the administrator determine what knobs to tune.
246  *
247  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
248  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
249  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
250  * a feature that will be implemented much later in the future.
251  */
252 struct mem_cgroup {
253         struct cgroup_subsys_state css;
254         /*
255          * the counter to account for memory usage
256          */
257         struct res_counter res;
258
259         union {
260                 /*
261                  * the counter to account for mem+swap usage.
262                  */
263                 struct res_counter memsw;
264
265                 /*
266                  * rcu_freeing is used only when freeing struct mem_cgroup,
267                  * so put it into a union to avoid wasting more memory.
268                  * It must be disjoint from the css field.  It could be
269                  * in a union with the res field, but res plays a much
270                  * larger part in mem_cgroup life than memsw, and might
271                  * be of interest, even at time of free, when debugging.
272                  * So share rcu_head with the less interesting memsw.
273                  */
274                 struct rcu_head rcu_freeing;
275                 /*
276                  * We also need some space for a worker in deferred freeing.
277                  * By the time we call it, rcu_freeing is no longer in use.
278                  */
279                 struct work_struct work_freeing;
280         };
281
282         /*
283          * the counter to account for kernel memory usage.
284          */
285         struct res_counter kmem;
286         /*
287          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
288          */
289         bool use_hierarchy;
290         unsigned long kmem_account_flags; /* See KMEM_ACCOUNTED_*, below */
291
292         bool            oom_lock;
293         atomic_t        under_oom;
294
295         atomic_t        refcnt;
296
297         int     swappiness;
298         /* OOM-Killer disable */
299         int             oom_kill_disable;
300
301         /* set when res.limit == memsw.limit */
302         bool            memsw_is_minimum;
303
304         /* protect arrays of thresholds */
305         struct mutex thresholds_lock;
306
307         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
308         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
309
310         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
311         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
312
313         /* For oom notifier event fd */
314         struct list_head oom_notify;
315
316         /*
317          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
318          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
319          */
320         unsigned long   move_charge_at_immigrate;
321         /*
322          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
323          */
324         atomic_t        moving_account;
325         /* taken only while moving_account > 0 */
326         spinlock_t      move_lock;
327         /*
328          * percpu counter.
329          */
330         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
331         /*
332          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
333          * See mem_cgroup_read_stat().
334          */
335         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
336         spinlock_t pcp_counter_lock;
337
338 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
339         struct tcp_memcontrol tcp_mem;
340 #endif
341 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
342         /* analogous to slab_common's slab_caches list. per-memcg */
343         struct list_head memcg_slab_caches;
344         /* Not a spinlock, we can take a lot of time walking the list */
345         struct mutex slab_caches_mutex;
346         /* Index in the kmem_cache->memcg_params->memcg_caches array */
347         int kmemcg_id;
348 #endif
349
350         int last_scanned_node;
351 #if MAX_NUMNODES > 1
352         nodemask_t      scan_nodes;
353         atomic_t        numainfo_events;
354         atomic_t        numainfo_updating;
355 #endif
356         /*
357          * Per cgroup active and inactive list, similar to the
358          * per zone LRU lists.
359          *
360          * WARNING: This has to be the last element of the struct. Don't
361          * add new fields after this point.
362          */
363         struct mem_cgroup_lru_info info;
364 };
365
366 static size_t memcg_size(void)
367 {
368         return sizeof(struct mem_cgroup) +
369                 nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node);
370 }
371
372 /* internal only representation about the status of kmem accounting. */
373 enum {
374         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE = 0, /* accounted by this cgroup itself */
375         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, /* static key enabled. */
376         KMEM_ACCOUNTED_DEAD, /* dead memcg with pending kmem charges */
377 };
378
379 /* We account when limit is on, but only after call sites are patched */
380 #define KMEM_ACCOUNTED_MASK \
381                 ((1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE) | (1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED))
382
383 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
384 static inline void memcg_kmem_set_active(struct mem_cgroup *memcg)
385 {
386         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
387 }
388
389 static bool memcg_kmem_is_active(struct mem_cgroup *memcg)
390 {
391         return test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
392 }
393
394 static void memcg_kmem_set_activated(struct mem_cgroup *memcg)
395 {
396         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
397 }
398
399 static void memcg_kmem_clear_activated(struct mem_cgroup *memcg)
400 {
401         clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
402 }
403
404 static void memcg_kmem_mark_dead(struct mem_cgroup *memcg)
405 {
406         if (test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags))
407                 set_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD, &memcg->kmem_account_flags);
408 }
409
410 static bool memcg_kmem_test_and_clear_dead(struct mem_cgroup *memcg)
411 {
412         return test_and_clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD,
413                                   &memcg->kmem_account_flags);
414 }
415 #endif
416
417 /* Stuffs for move charges at task migration. */
418 /*
419  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" and
420  * "immigrate_flags" are treated as a left-shifted bitmap of these types.
421  */
422 enum move_type {
423         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
424         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
425         NR_MOVE_TYPE,
426 };
427
428 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
429 static struct move_charge_struct {
430         spinlock_t        lock; /* for from, to */
431         struct mem_cgroup *from;
432         struct mem_cgroup *to;
433         unsigned long immigrate_flags;
434         unsigned long precharge;
435         unsigned long moved_charge;
436         unsigned long moved_swap;
437         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
438         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
439 } mc = {
440         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
441         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
442 };
443
444 static bool move_anon(void)
445 {
446         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON, &mc.immigrate_flags);
447 }
448
449 static bool move_file(void)
450 {
451         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE, &mc.immigrate_flags);
452 }
453
454 /*
455  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
456  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
457  */
458 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
459 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
460
461 enum charge_type {
462         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
463         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
464         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
465         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
466         NR_CHARGE_TYPE,
467 };
468
469 /* for encoding cft->private value on file */
470 enum res_type {
471         _MEM,
472         _MEMSWAP,
473         _OOM_TYPE,
474         _KMEM,
475 };
476
477 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
478 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
479 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
480 /* Used for OOM nofiier */
481 #define OOM_CONTROL             (0)
482
483 /*
484  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
485  */
486 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
487 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
488 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
489 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
490
491 /*
492  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
493  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
494  * appearing has to hold it as well.
495  */
496 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
497
498 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg);
499 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg);
500
501 static inline
502 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
503 {
504         return container_of(s, struct mem_cgroup, css);
505 }
506
507 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
508 {
509         return (memcg == root_mem_cgroup);
510 }
511
512 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
513 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
514
515 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
516 {
517         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
518                 struct mem_cgroup *memcg;
519                 struct cg_proto *cg_proto;
520
521                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
522
523                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
524                  * filled. It won't however, necessarily happen from
525                  * process context. So the test for root memcg given
526                  * the current task's memcg won't help us in this case.
527                  *
528                  * Respecting the original socket's memcg is a better
529                  * decision in this case.
530                  */
531                 if (sk->sk_cgrp) {
532                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
533                         mem_cgroup_get(sk->sk_cgrp->memcg);
534                         return;
535                 }
536
537                 rcu_read_lock();
538                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
539                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
540                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) && memcg_proto_active(cg_proto)) {
541                         mem_cgroup_get(memcg);
542                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
543                 }
544                 rcu_read_unlock();
545         }
546 }
547 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
548
549 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
550 {
551         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
552                 struct mem_cgroup *memcg;
553                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
554                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
555                 mem_cgroup_put(memcg);
556         }
557 }
558
559 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
560 {
561         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
562                 return NULL;
563
564         return &memcg->tcp_mem.cg_proto;
565 }
566 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
567
568 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
569 {
570         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem.cg_proto))
571                 return;
572         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
573 }
574 #else
575 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
576 {
577 }
578 #endif
579
580 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
581 /*
582  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params->memcg_caches.
583  * There are two main reasons for not using the css_id for this:
584  *  1) this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
585  *     but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
586  *     memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
587  *     200 entry array for that.
588  *
589  *  2) In order not to violate the cgroup API, we would like to do all memory
590  *     allocation in ->create(). At that point, we haven't yet allocated the
591  *     css_id. Having a separate index prevents us from messing with the cgroup
592  *     core for this
593  *
594  * The current size of the caches array is stored in
595  * memcg_limited_groups_array_size.  It will double each time we have to
596  * increase it.
597  */
598 static DEFINE_IDA(kmem_limited_groups);
599 int memcg_limited_groups_array_size;
600
601 /*
602  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
603  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
604  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
605  * tunable, but that is strictly not necessary.
606  *
607  * MAX_SIZE should be as large as the number of css_ids. Ideally, we could get
608  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
609  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
610  * css_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
611  * increase ours as well if it increases.
612  */
613 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
614 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE 65535
615
616 /*
617  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
618  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
619  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
620  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
621  */
622 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
623 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
624
625 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
626 {
627         if (memcg_kmem_is_active(memcg)) {
628                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
629                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg->kmemcg_id);
630         }
631         /*
632          * This check can't live in kmem destruction function,
633          * since the charges will outlive the cgroup
634          */
635         WARN_ON(res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0);
636 }
637 #else
638 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
639 {
640 }
641 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
642
643 static void disarm_static_keys(struct mem_cgroup *memcg)
644 {
645         disarm_sock_keys(memcg);
646         disarm_kmem_keys(memcg);
647 }
648
649 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
650
651 static struct mem_cgroup_per_zone *
652 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
653 {
654         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
655         return &memcg->info.nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
656 }
657
658 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
659 {
660         return &memcg->css;
661 }
662
663 static struct mem_cgroup_per_zone *
664 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
665 {
666         int nid = page_to_nid(page);
667         int zid = page_zonenum(page);
668
669         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
670 }
671
672 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
673 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
674 {
675         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
676 }
677
678 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
679 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
680 {
681         int nid = page_to_nid(page);
682         int zid = page_zonenum(page);
683
684         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
685 }
686
687 static void
688 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
689                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
690                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
691                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
692 {
693         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
694         struct rb_node *parent = NULL;
695         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
696
697         if (mz->on_tree)
698                 return;
699
700         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
701         if (!mz->usage_in_excess)
702                 return;
703         while (*p) {
704                 parent = *p;
705                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
706                                         tree_node);
707                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
708                         p = &(*p)->rb_left;
709                 /*
710                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
711                  * limit by the same amount
712                  */
713                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
714                         p = &(*p)->rb_right;
715         }
716         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
717         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
718         mz->on_tree = true;
719 }
720
721 static void
722 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
723                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
724                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
725 {
726         if (!mz->on_tree)
727                 return;
728         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
729         mz->on_tree = false;
730 }
731
732 static void
733 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
734                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
735                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
736 {
737         spin_lock(&mctz->lock);
738         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
739         spin_unlock(&mctz->lock);
740 }
741
742
743 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
744 {
745         unsigned long long excess;
746         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
747         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
748         int nid = page_to_nid(page);
749         int zid = page_zonenum(page);
750         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
751
752         /*
753          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
754          * because their event counter is not touched.
755          */
756         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
757                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
758                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
759                 /*
760                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
761                  * mem is over its softlimit.
762                  */
763                 if (excess || mz->on_tree) {
764                         spin_lock(&mctz->lock);
765                         /* if on-tree, remove it */
766                         if (mz->on_tree)
767                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
768                         /*
769                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
770                          * If excess is 0, no tree ops.
771                          */
772                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
773                         spin_unlock(&mctz->lock);
774                 }
775         }
776 }
777
778 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
779 {
780         int node, zone;
781         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
782         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
783
784         for_each_node(node) {
785                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
786                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
787                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
788                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
789                 }
790         }
791 }
792
793 static struct mem_cgroup_per_zone *
794 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
795 {
796         struct rb_node *rightmost = NULL;
797         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
798
799 retry:
800         mz = NULL;
801         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
802         if (!rightmost)
803                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
804
805         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
806         /*
807          * Remove the node now but someone else can add it back,
808          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
809          * position in the tree.
810          */
811         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
812         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
813                 !css_tryget(&mz->memcg->css))
814                 goto retry;
815 done:
816         return mz;
817 }
818
819 static struct mem_cgroup_per_zone *
820 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
821 {
822         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
823
824         spin_lock(&mctz->lock);
825         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
826         spin_unlock(&mctz->lock);
827         return mz;
828 }
829
830 /*
831  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
832  *
833  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
834  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
835  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
836  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
837  *
838  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
839  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
840  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
841  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
842  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
843  *
844  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
845  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
846  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
847  * implemented.
848  */
849 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
850                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
851 {
852         long val = 0;
853         int cpu;
854
855         get_online_cpus();
856         for_each_online_cpu(cpu)
857                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
858 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
859         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
860         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
861         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
862 #endif
863         put_online_cpus();
864         return val;
865 }
866
867 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
868                                          bool charge)
869 {
870         int val = (charge) ? 1 : -1;
871         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
872 }
873
874 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
875                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
876 {
877         unsigned long val = 0;
878         int cpu;
879
880         for_each_online_cpu(cpu)
881                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
882 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
883         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
884         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
885         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
886 #endif
887         return val;
888 }
889
890 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
891                                          bool anon, int nr_pages)
892 {
893         preempt_disable();
894
895         /*
896          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
897          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
898          */
899         if (anon)
900                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
901                                 nr_pages);
902         else
903                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
904                                 nr_pages);
905
906         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
907         if (nr_pages > 0)
908                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
909         else {
910                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
911                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
912         }
913
914         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
915
916         preempt_enable();
917 }
918
919 unsigned long
920 mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
921 {
922         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
923
924         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
925         return mz->lru_size[lru];
926 }
927
928 static unsigned long
929 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
930                         unsigned int lru_mask)
931 {
932         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
933         enum lru_list lru;
934         unsigned long ret = 0;
935
936         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
937
938         for_each_lru(lru) {
939                 if (BIT(lru) & lru_mask)
940                         ret += mz->lru_size[lru];
941         }
942         return ret;
943 }
944
945 static unsigned long
946 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
947                         int nid, unsigned int lru_mask)
948 {
949         u64 total = 0;
950         int zid;
951
952         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
953                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
954                                                 nid, zid, lru_mask);
955
956         return total;
957 }
958
959 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
960                         unsigned int lru_mask)
961 {
962         int nid;
963         u64 total = 0;
964
965         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
966                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
967         return total;
968 }
969
970 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
971                                        enum mem_cgroup_events_target target)
972 {
973         unsigned long val, next;
974
975         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
976         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
977         /* from time_after() in jiffies.h */
978         if ((long)next - (long)val < 0) {
979                 switch (target) {
980                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
981                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
982                         break;
983                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
984                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
985                         break;
986                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
987                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
988                         break;
989                 default:
990                         break;
991                 }
992                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
993                 return true;
994         }
995         return false;
996 }
997
998 /*
999  * Check events in order.
1000  *
1001  */
1002 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
1003 {
1004         preempt_disable();
1005         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
1006         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1007                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
1008                 bool do_softlimit;
1009                 bool do_numainfo __maybe_unused;
1010
1011                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1012                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
1013 #if MAX_NUMNODES > 1
1014                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1015                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
1016 #endif
1017                 preempt_enable();
1018
1019                 mem_cgroup_threshold(memcg);
1020                 if (unlikely(do_softlimit))
1021                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
1022 #if MAX_NUMNODES > 1
1023                 if (unlikely(do_numainfo))
1024                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
1025 #endif
1026         } else
1027                 preempt_enable();
1028 }
1029
1030 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_cont(struct cgroup *cont)
1031 {
1032         return mem_cgroup_from_css(
1033                 cgroup_subsys_state(cont, mem_cgroup_subsys_id));
1034 }
1035
1036 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1037 {
1038         /*
1039          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1040          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1041          * So this can be called with p == NULL.
1042          */
1043         if (unlikely(!p))
1044                 return NULL;
1045
1046         return mem_cgroup_from_css(task_subsys_state(p, mem_cgroup_subsys_id));
1047 }
1048
1049 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1050 {
1051         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1052
1053         if (!mm)
1054                 return NULL;
1055         /*
1056          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
1057          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
1058          * pessimistic (rather than adding locks here).
1059          */
1060         rcu_read_lock();
1061         do {
1062                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1063                 if (unlikely(!memcg))
1064                         break;
1065         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1066         rcu_read_unlock();
1067         return memcg;
1068 }
1069
1070 /**
1071  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1072  * @root: hierarchy root
1073  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1074  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1075  *
1076  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1077  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1078  *
1079  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1080  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1081  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1082  *
1083  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
1084  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1085  * reclaimers operating on the same zone and priority.
1086  */
1087 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1088                                    struct mem_cgroup *prev,
1089                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1090 {
1091         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1092         int id = 0;
1093
1094         if (mem_cgroup_disabled())
1095                 return NULL;
1096
1097         if (!root)
1098                 root = root_mem_cgroup;
1099
1100         if (prev && !reclaim)
1101                 id = css_id(&prev->css);
1102
1103         if (prev && prev != root)
1104                 css_put(&prev->css);
1105
1106         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1107                 if (prev)
1108                         return NULL;
1109                 return root;
1110         }
1111
1112         while (!memcg) {
1113                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1114                 struct cgroup_subsys_state *css;
1115
1116                 if (reclaim) {
1117                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
1118                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
1119                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1120
1121                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
1122                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
1123                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1124                                 return NULL;
1125                         id = iter->position;
1126                 }
1127
1128                 rcu_read_lock();
1129                 css = css_get_next(&mem_cgroup_subsys, id + 1, &root->css, &id);
1130                 if (css) {
1131                         if (css == &root->css || css_tryget(css))
1132                                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1133                 } else
1134                         id = 0;
1135                 rcu_read_unlock();
1136
1137                 if (reclaim) {
1138                         iter->position = id;
1139                         if (!css)
1140                                 iter->generation++;
1141                         else if (!prev && memcg)
1142                                 reclaim->generation = iter->generation;
1143                 }
1144
1145                 if (prev && !css)
1146                         return NULL;
1147         }
1148         return memcg;
1149 }
1150
1151 /**
1152  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1153  * @root: hierarchy root
1154  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1155  */
1156 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1157                            struct mem_cgroup *prev)
1158 {
1159         if (!root)
1160                 root = root_mem_cgroup;
1161         if (prev && prev != root)
1162                 css_put(&prev->css);
1163 }
1164
1165 /*
1166  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1167  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1168  * be used for reference counting.
1169  */
1170 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1171         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1172              iter != NULL;                              \
1173              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1174
1175 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1176         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1177              iter != NULL;                              \
1178              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1179
1180 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1181 {
1182         struct mem_cgroup *memcg;
1183
1184         rcu_read_lock();
1185         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1186         if (unlikely(!memcg))
1187                 goto out;
1188
1189         switch (idx) {
1190         case PGFAULT:
1191                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1192                 break;
1193         case PGMAJFAULT:
1194                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1195                 break;
1196         default:
1197                 BUG();
1198         }
1199 out:
1200         rcu_read_unlock();
1201 }
1202 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1203
1204 /**
1205  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1206  * @zone: zone of the wanted lruvec
1207  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1208  *
1209  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1210  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1211  * is disabled.
1212  */
1213 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1214                                       struct mem_cgroup *memcg)
1215 {
1216         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1217         struct lruvec *lruvec;
1218
1219         if (mem_cgroup_disabled()) {
1220                 lruvec = &zone->lruvec;
1221                 goto out;
1222         }
1223
1224         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1225         lruvec = &mz->lruvec;
1226 out:
1227         /*
1228          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1229          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1230          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1231          */
1232         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1233                 lruvec->zone = zone;
1234         return lruvec;
1235 }
1236
1237 /*
1238  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1239  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1240  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1241  *
1242  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1243  * 1. charge
1244  * 2. moving account
1245  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1246  * It is added to LRU before charge.
1247  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1248  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1249  */
1250
1251 /**
1252  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1253  * @page: the page
1254  * @zone: zone of the page
1255  */
1256 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1257 {
1258         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1259         struct mem_cgroup *memcg;
1260         struct page_cgroup *pc;
1261         struct lruvec *lruvec;
1262
1263         if (mem_cgroup_disabled()) {
1264                 lruvec = &zone->lruvec;
1265                 goto out;
1266         }
1267
1268         pc = lookup_page_cgroup(page);
1269         memcg = pc->mem_cgroup;
1270
1271         /*
1272          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1273          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1274          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1275          *
1276          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1277          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1278          * of pc->mem_cgroup safe.
1279          */
1280         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1281                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1282
1283         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1284         lruvec = &mz->lruvec;
1285 out:
1286         /*
1287          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1288          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1289          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1290          */
1291         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1292                 lruvec->zone = zone;
1293         return lruvec;
1294 }
1295
1296 /**
1297  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1298  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1299  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1300  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1301  *
1302  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1303  * lru list.
1304  */
1305 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1306                                 int nr_pages)
1307 {
1308         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1309         unsigned long *lru_size;
1310
1311         if (mem_cgroup_disabled())
1312                 return;
1313
1314         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1315         lru_size = mz->lru_size + lru;
1316         *lru_size += nr_pages;
1317         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1318 }
1319
1320 /*
1321  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1322  * hierarchy subtree
1323  */
1324 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1325                                   struct mem_cgroup *memcg)
1326 {
1327         if (root_memcg == memcg)
1328                 return true;
1329         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1330                 return false;
1331         return css_is_ancestor(&memcg->css, &root_memcg->css);
1332 }
1333
1334 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1335                                        struct mem_cgroup *memcg)
1336 {
1337         bool ret;
1338
1339         rcu_read_lock();
1340         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1341         rcu_read_unlock();
1342         return ret;
1343 }
1344
1345 int task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, const struct mem_cgroup *memcg)
1346 {
1347         int ret;
1348         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1349         struct task_struct *p;
1350
1351         p = find_lock_task_mm(task);
1352         if (p) {
1353                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1354                 task_unlock(p);
1355         } else {
1356                 /*
1357                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1358                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1359                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1360                  */
1361                 task_lock(task);
1362                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1363                 if (curr)
1364                         css_get(&curr->css);
1365                 task_unlock(task);
1366         }
1367         if (!curr)
1368                 return 0;
1369         /*
1370          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1371          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1372          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1373          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1374          */
1375         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1376         css_put(&curr->css);
1377         return ret;
1378 }
1379
1380 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1381 {
1382         unsigned long inactive_ratio;
1383         unsigned long inactive;
1384         unsigned long active;
1385         unsigned long gb;
1386
1387         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1388         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1389
1390         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1391         if (gb)
1392                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1393         else
1394                 inactive_ratio = 1;
1395
1396         return inactive * inactive_ratio < active;
1397 }
1398
1399 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1400         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1401
1402 /**
1403  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1404  * @memcg: the memory cgroup
1405  *
1406  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1407  * pages.
1408  */
1409 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1410 {
1411         unsigned long long margin;
1412
1413         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1414         if (do_swap_account)
1415                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1416         return margin >> PAGE_SHIFT;
1417 }
1418
1419 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1420 {
1421         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
1422
1423         /* root ? */
1424         if (cgrp->parent == NULL)
1425                 return vm_swappiness;
1426
1427         return memcg->swappiness;
1428 }
1429
1430 /*
1431  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1432  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1433  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1434  * rcu_read_lock(), like this:
1435  *
1436  *         CPU-A                                    CPU-B
1437  *                                              rcu_read_lock()
1438  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1439  *                                                   take heavy locks.
1440  *         synchronize_rcu()                    update something.
1441  *                                              rcu_read_unlock()
1442  *         start move here.
1443  */
1444
1445 /* for quick checking without looking up memcg */
1446 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1447
1448 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1449 {
1450         atomic_inc(&memcg_moving);
1451         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1452         synchronize_rcu();
1453 }
1454
1455 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1456 {
1457         /*
1458          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1459          * We check NULL in callee rather than caller.
1460          */
1461         if (memcg) {
1462                 atomic_dec(&memcg_moving);
1463                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1464         }
1465 }
1466
1467 /*
1468  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1469  *
1470  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1471  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1472  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1473  *
1474  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1475  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1476  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1477  */
1478
1479 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1480 {
1481         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1482         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1483 }
1484
1485 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1486 {
1487         struct mem_cgroup *from;
1488         struct mem_cgroup *to;
1489         bool ret = false;
1490         /*
1491          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1492          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1493          */
1494         spin_lock(&mc.lock);
1495         from = mc.from;
1496         to = mc.to;
1497         if (!from)
1498                 goto unlock;
1499
1500         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1501                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1502 unlock:
1503         spin_unlock(&mc.lock);
1504         return ret;
1505 }
1506
1507 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1508 {
1509         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1510                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1511                         DEFINE_WAIT(wait);
1512                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1513                         /* moving charge context might have finished. */
1514                         if (mc.moving_task)
1515                                 schedule();
1516                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1517                         return true;
1518                 }
1519         }
1520         return false;
1521 }
1522
1523 /*
1524  * Take this lock when
1525  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1526  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1527  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1528  */
1529 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1530                                   unsigned long *flags)
1531 {
1532         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1533 }
1534
1535 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1536                                 unsigned long *flags)
1537 {
1538         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1539 }
1540
1541 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1542 /**
1543  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1544  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1545  * @p: Task that is going to be killed
1546  *
1547  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1548  * enabled
1549  */
1550 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1551 {
1552         struct cgroup *task_cgrp;
1553         struct cgroup *mem_cgrp;
1554         /*
1555          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1556          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1557          * If this assumption is broken, revisit this code.
1558          */
1559         static char memcg_name[PATH_MAX];
1560         int ret;
1561         struct mem_cgroup *iter;
1562         unsigned int i;
1563
1564         if (!p)
1565                 return;
1566
1567         rcu_read_lock();
1568
1569         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1570         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1571
1572         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1573         if (ret < 0) {
1574                 /*
1575                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1576                  * But we'll still print out the usage information
1577                  */
1578                 rcu_read_unlock();
1579                 goto done;
1580         }
1581         rcu_read_unlock();
1582
1583         pr_info("Task in %s killed", memcg_name);
1584
1585         rcu_read_lock();
1586         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1587         if (ret < 0) {
1588                 rcu_read_unlock();
1589                 goto done;
1590         }
1591         rcu_read_unlock();
1592
1593         /*
1594          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1595          */
1596         pr_cont(" as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1597 done:
1598
1599         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1600                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1601                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1602                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1603         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1604                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1605                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1606                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1607         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1608                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) >> 10,
1609                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_LIMIT) >> 10,
1610                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_FAILCNT));
1611
1612         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1613                 pr_info("Memory cgroup stats");
1614
1615                 rcu_read_lock();
1616                 ret = cgroup_path(iter->css.cgroup, memcg_name, PATH_MAX);
1617                 if (!ret)
1618                         pr_cont(" for %s", memcg_name);
1619                 rcu_read_unlock();
1620                 pr_cont(":");
1621
1622                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1623                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1624                                 continue;
1625                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1626                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1627                 }
1628
1629                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1630                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1631                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1632
1633                 pr_cont("\n");
1634         }
1635 }
1636
1637 /*
1638  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1639  * 1(self count) if no children.
1640  */
1641 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1642 {
1643         int num = 0;
1644         struct mem_cgroup *iter;
1645
1646         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1647                 num++;
1648         return num;
1649 }
1650
1651 /*
1652  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1653  */
1654 static u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1655 {
1656         u64 limit;
1657
1658         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1659
1660         /*
1661          * Do not consider swap space if we cannot swap due to swappiness
1662          */
1663         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1664                 u64 memsw;
1665
1666                 limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1667                 memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1668
1669                 /*
1670                  * If memsw is finite and limits the amount of swap space
1671                  * available to this memcg, return that limit.
1672                  */
1673                 limit = min(limit, memsw);
1674         }
1675
1676         return limit;
1677 }
1678
1679 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1680                                      int order)
1681 {
1682         struct mem_cgroup *iter;
1683         unsigned long chosen_points = 0;
1684         unsigned long totalpages;
1685         unsigned int points = 0;
1686         struct task_struct *chosen = NULL;
1687
1688         /*
1689          * If current has a pending SIGKILL, then automatically select it.  The
1690          * goal is to allow it to allocate so that it may quickly exit and free
1691          * its memory.
1692          */
1693         if (fatal_signal_pending(current)) {
1694                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1695                 return;
1696         }
1697
1698         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1699         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) >> PAGE_SHIFT ? : 1;
1700         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1701                 struct cgroup *cgroup = iter->css.cgroup;
1702                 struct cgroup_iter it;
1703                 struct task_struct *task;
1704
1705                 cgroup_iter_start(cgroup, &it);
1706                 while ((task = cgroup_iter_next(cgroup, &it))) {
1707                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1708                                                         false)) {
1709                         case OOM_SCAN_SELECT:
1710                                 if (chosen)
1711                                         put_task_struct(chosen);
1712                                 chosen = task;
1713                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1714                                 get_task_struct(chosen);
1715                                 /* fall through */
1716                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1717                                 continue;
1718                         case OOM_SCAN_ABORT:
1719                                 cgroup_iter_end(cgroup, &it);
1720                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1721                                 if (chosen)
1722                                         put_task_struct(chosen);
1723                                 return;
1724                         case OOM_SCAN_OK:
1725                                 break;
1726                         };
1727                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1728                         if (points > chosen_points) {
1729                                 if (chosen)
1730                                         put_task_struct(chosen);
1731                                 chosen = task;
1732                                 chosen_points = points;
1733                                 get_task_struct(chosen);
1734                         }
1735                 }
1736                 cgroup_iter_end(cgroup, &it);
1737         }
1738
1739         if (!chosen)
1740                 return;
1741         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1742         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1743                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1744 }
1745
1746 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1747                                         gfp_t gfp_mask,
1748                                         unsigned long flags)
1749 {
1750         unsigned long total = 0;
1751         bool noswap = false;
1752         int loop;
1753
1754         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1755                 noswap = true;
1756         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1757                 noswap = true;
1758
1759         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1760                 if (loop)
1761                         drain_all_stock_async(memcg);
1762                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1763                 /*
1764                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1765                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1766                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1767                  */
1768                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1769                         break;
1770                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1771                         break;
1772                 /*
1773                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1774                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1775                  */
1776                 if (loop && !total)
1777                         break;
1778         }
1779         return total;
1780 }
1781
1782 /**
1783  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1784  * @memcg: the target memcg
1785  * @nid: the node ID to be checked.
1786  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1787  *
1788  * This function returns whether the specified memcg contains any
1789  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1790  * pages in the node.
1791  */
1792 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1793                 int nid, bool noswap)
1794 {
1795         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1796                 return true;
1797         if (noswap || !total_swap_pages)
1798                 return false;
1799         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1800                 return true;
1801         return false;
1802
1803 }
1804 #if MAX_NUMNODES > 1
1805
1806 /*
1807  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1808  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1809  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1810  *
1811  */
1812 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1813 {
1814         int nid;
1815         /*
1816          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1817          * pagein/pageout changes since the last update.
1818          */
1819         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1820                 return;
1821         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1822                 return;
1823
1824         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1825         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1826
1827         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1828
1829                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1830                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1831         }
1832
1833         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1834         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1835 }
1836
1837 /*
1838  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1839  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1840  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1841  *
1842  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1843  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1844  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1845  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1846  *
1847  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1848  */
1849 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1850 {
1851         int node;
1852
1853         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1854         node = memcg->last_scanned_node;
1855
1856         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1857         if (node == MAX_NUMNODES)
1858                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1859         /*
1860          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1861          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1862          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1863          * we use curret node.
1864          */
1865         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1866                 node = numa_node_id();
1867
1868         memcg->last_scanned_node = node;
1869         return node;
1870 }
1871
1872 /*
1873  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1874  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1875  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1876  * enough new information. We need to do double check.
1877  */
1878 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1879 {
1880         int nid;
1881
1882         /*
1883          * quick check...making use of scan_node.
1884          * We can skip unused nodes.
1885          */
1886         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1887                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1888                      nid < MAX_NUMNODES;
1889                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1890
1891                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1892                                 return true;
1893                 }
1894         }
1895         /*
1896          * Check rest of nodes.
1897          */
1898         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
1899                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1900                         continue;
1901                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1902                         return true;
1903         }
1904         return false;
1905 }
1906
1907 #else
1908 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1909 {
1910         return 0;
1911 }
1912
1913 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1914 {
1915         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
1916 }
1917 #endif
1918
1919 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1920                                    struct zone *zone,
1921                                    gfp_t gfp_mask,
1922                                    unsigned long *total_scanned)
1923 {
1924         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1925         int total = 0;
1926         int loop = 0;
1927         unsigned long excess;
1928         unsigned long nr_scanned;
1929         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1930                 .zone = zone,
1931                 .priority = 0,
1932         };
1933
1934         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
1935
1936         while (1) {
1937                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1938                 if (!victim) {
1939                         loop++;
1940                         if (loop >= 2) {
1941                                 /*
1942                                  * If we have not been able to reclaim
1943                                  * anything, it might because there are
1944                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1945                                  */
1946                                 if (!total)
1947                                         break;
1948                                 /*
1949                                  * We want to do more targeted reclaim.
1950                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1951                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1952                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1953                                  */
1954                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1955                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1956                                         break;
1957                         }
1958                         continue;
1959                 }
1960                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
1961                         continue;
1962                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1963                                                      zone, &nr_scanned);
1964                 *total_scanned += nr_scanned;
1965                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
1966                         break;
1967         }
1968         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1969         return total;
1970 }
1971
1972 /*
1973  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1974  * If someone is running, return false.
1975  * Has to be called with memcg_oom_lock
1976  */
1977 static bool mem_cgroup_oom_lock(struct mem_cgroup *memcg)
1978 {
1979         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1980
1981         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1982                 if (iter->oom_lock) {
1983                         /*
1984                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1985                          * so we cannot give a lock.
1986                          */
1987                         failed = iter;
1988                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1989                         break;
1990                 } else
1991                         iter->oom_lock = true;
1992         }
1993
1994         if (!failed)
1995                 return true;
1996
1997         /*
1998          * OK, we failed to lock the whole subtree so we have to clean up
1999          * what we set up to the failing subtree
2000          */
2001         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2002                 if (iter == failed) {
2003                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2004                         break;
2005                 }
2006                 iter->oom_lock = false;
2007         }
2008         return false;
2009 }
2010
2011 /*
2012  * Has to be called with memcg_oom_lock
2013  */
2014 static int mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
2015 {
2016         struct mem_cgroup *iter;
2017
2018         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2019                 iter->oom_lock = false;
2020         return 0;
2021 }
2022
2023 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2024 {
2025         struct mem_cgroup *iter;
2026
2027         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2028                 atomic_inc(&iter->under_oom);
2029 }
2030
2031 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2032 {
2033         struct mem_cgroup *iter;
2034
2035         /*
2036          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
2037          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
2038          * atomic_add_unless() here.
2039          */
2040         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2041                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
2042 }
2043
2044 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
2045 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
2046
2047 struct oom_wait_info {
2048         struct mem_cgroup *memcg;
2049         wait_queue_t    wait;
2050 };
2051
2052 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
2053         unsigned mode, int sync, void *arg)
2054 {
2055         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
2056         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
2057         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
2058
2059         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
2060         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
2061
2062         /*
2063          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
2064          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
2065          */
2066         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
2067                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
2068                 return 0;
2069         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
2070 }
2071
2072 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2073 {
2074         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
2075         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
2076 }
2077
2078 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
2079 {
2080         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
2081                 memcg_wakeup_oom(memcg);
2082 }
2083
2084 /*
2085  * try to call OOM killer. returns false if we should exit memory-reclaim loop.
2086  */
2087 static bool mem_cgroup_handle_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask,
2088                                   int order)
2089 {
2090         struct oom_wait_info owait;
2091         bool locked, need_to_kill;
2092
2093         owait.memcg = memcg;
2094         owait.wait.flags = 0;
2095         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2096         owait.wait.private = current;
2097         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
2098         need_to_kill = true;
2099         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2100
2101         /* At first, try to OOM lock hierarchy under memcg.*/
2102         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2103         locked = mem_cgroup_oom_lock(memcg);
2104         /*
2105          * Even if signal_pending(), we can't quit charge() loop without
2106          * accounting. So, UNINTERRUPTIBLE is appropriate. But SIGKILL
2107          * under OOM is always welcomed, use TASK_KILLABLE here.
2108          */
2109         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2110         if (!locked || memcg->oom_kill_disable)
2111                 need_to_kill = false;
2112         if (locked)
2113                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2114         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2115
2116         if (need_to_kill) {
2117                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2118                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order);
2119         } else {
2120                 schedule();
2121                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2122         }
2123         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2124         if (locked)
2125                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2126         memcg_wakeup_oom(memcg);
2127         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2128
2129         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2130
2131         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
2132                 return false;
2133         /* Give chance to dying process */
2134         schedule_timeout_uninterruptible(1);
2135         return true;
2136 }
2137
2138 /*
2139  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
2140  * generalized to update other statistics as well.
2141  *
2142  * Notes: Race condition
2143  *
2144  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
2145  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
2146  * to do so _always_.
2147  *
2148  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
2149  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
2150  * are no race with "charge".
2151  *
2152  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
2153  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
2154  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
2155  * by flags.
2156  *
2157  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
2158  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
2159  * If there is, we take a lock.
2160  */
2161
2162 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
2163                                 bool *locked, unsigned long *flags)
2164 {
2165         struct mem_cgroup *memcg;
2166         struct page_cgroup *pc;
2167
2168         pc = lookup_page_cgroup(page);
2169 again:
2170         memcg = pc->mem_cgroup;
2171         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2172                 return;
2173         /*
2174          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
2175          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
2176          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
2177          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
2178          */
2179         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
2180                 return;
2181
2182         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2183         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2184                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2185                 goto again;
2186         }
2187         *locked = true;
2188 }
2189
2190 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
2191 {
2192         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2193
2194         /*
2195          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
2196          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
2197          * should take move_lock_mem_cgroup().
2198          */
2199         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
2200 }
2201
2202 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
2203                                  enum mem_cgroup_page_stat_item idx, int val)
2204 {
2205         struct mem_cgroup *memcg;
2206         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2207         unsigned long uninitialized_var(flags);
2208
2209         if (mem_cgroup_disabled())
2210                 return;
2211
2212         memcg = pc->mem_cgroup;
2213         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2214                 return;
2215
2216         switch (idx) {
2217         case MEMCG_NR_FILE_MAPPED:
2218                 idx = MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED;
2219                 break;
2220         default:
2221                 BUG();
2222         }
2223
2224         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2225 }
2226
2227 /*
2228  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2229  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2230  */
2231 #define CHARGE_BATCH    32U
2232 struct memcg_stock_pcp {
2233         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2234         unsigned int nr_pages;
2235         struct work_struct work;
2236         unsigned long flags;
2237 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2238 };
2239 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2240 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2241
2242 /**
2243  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2244  * @memcg: memcg to consume from.
2245  * @nr_pages: how many pages to charge.
2246  *
2247  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2248  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2249  * service an allocation will refill the stock.
2250  *
2251  * returns true if successful, false otherwise.
2252  */
2253 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2254 {
2255         struct memcg_stock_pcp *stock;
2256         bool ret = true;
2257
2258         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2259                 return false;
2260
2261         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2262         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages)
2263                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2264         else /* need to call res_counter_charge */
2265                 ret = false;
2266         put_cpu_var(memcg_stock);
2267         return ret;
2268 }
2269
2270 /*
2271  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2272  */
2273 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2274 {
2275         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2276
2277         if (stock->nr_pages) {
2278                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2279
2280                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2281                 if (do_swap_account)
2282                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2283                 stock->nr_pages = 0;
2284         }
2285         stock->cached = NULL;
2286 }
2287
2288 /*
2289  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2290  * a thread which is pinned to local cpu.
2291  */
2292 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2293 {
2294         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2295         drain_stock(stock);
2296         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2297 }
2298
2299 /*
2300  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2301  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2302  */
2303 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2304 {
2305         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2306
2307         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2308                 drain_stock(stock);
2309                 stock->cached = memcg;
2310         }
2311         stock->nr_pages += nr_pages;
2312         put_cpu_var(memcg_stock);
2313 }
2314
2315 /*
2316  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2317  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2318  * until the work is done.
2319  */
2320 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2321 {
2322         int cpu, curcpu;
2323
2324         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2325         get_online_cpus();
2326         curcpu = get_cpu();
2327         for_each_online_cpu(cpu) {
2328                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2329                 struct mem_cgroup *memcg;
2330
2331                 memcg = stock->cached;
2332                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2333                         continue;
2334                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2335                         continue;
2336                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2337                         if (cpu == curcpu)
2338                                 drain_local_stock(&stock->work);
2339                         else
2340                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2341                 }
2342         }
2343         put_cpu();
2344
2345         if (!sync)
2346                 goto out;
2347
2348         for_each_online_cpu(cpu) {
2349                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2350                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2351                         flush_work(&stock->work);
2352         }
2353 out:
2354         put_online_cpus();
2355 }
2356
2357 /*
2358  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2359  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2360  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2361  * it.
2362  */
2363 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2364 {
2365         /*
2366          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2367          */
2368         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2369                 return;
2370         drain_all_stock(root_memcg, false);
2371         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2372 }
2373
2374 /* This is a synchronous drain interface. */
2375 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2376 {
2377         /* called when force_empty is called */
2378         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2379         drain_all_stock(root_memcg, true);
2380         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2381 }
2382
2383 /*
2384  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2385  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2386  */
2387 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2388 {
2389         int i;
2390
2391         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2392         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2393                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2394
2395                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2396                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2397         }
2398         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2399                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2400
2401                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2402                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2403         }
2404         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2405 }
2406
2407 static int __cpuinit memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2408                                         unsigned long action,
2409                                         void *hcpu)
2410 {
2411         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2412         struct memcg_stock_pcp *stock;
2413         struct mem_cgroup *iter;
2414
2415         if (action == CPU_ONLINE)
2416                 return NOTIFY_OK;
2417
2418         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2419                 return NOTIFY_OK;
2420
2421         for_each_mem_cgroup(iter)
2422                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2423
2424         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2425         drain_stock(stock);
2426         return NOTIFY_OK;
2427 }
2428
2429
2430 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2431 enum {
2432         CHARGE_OK,              /* success */
2433         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2434         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2435         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2436         CHARGE_OOM_DIE,         /* the current is killed because of OOM */
2437 };
2438
2439 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2440                                 unsigned int nr_pages, unsigned int min_pages,
2441                                 bool oom_check)
2442 {
2443         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2444         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2445         struct res_counter *fail_res;
2446         unsigned long flags = 0;
2447         int ret;
2448
2449         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2450
2451         if (likely(!ret)) {
2452                 if (!do_swap_account)
2453                         return CHARGE_OK;
2454                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2455                 if (likely(!ret))
2456                         return CHARGE_OK;
2457
2458                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2459                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2460                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2461         } else
2462                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2463         /*
2464          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2465          * single page instead.
2466          */
2467         if (nr_pages > min_pages)
2468                 return CHARGE_RETRY;
2469
2470         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2471                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2472
2473         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2474                 return CHARGE_NOMEM;
2475
2476         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2477         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2478                 return CHARGE_RETRY;
2479         /*
2480          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2481          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2482          * before killing the task.
2483          *
2484          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2485          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2486          * to regular pages anyway in case of failure.
2487          */
2488         if (nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) && ret)
2489                 return CHARGE_RETRY;
2490
2491         /*
2492          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2493          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2494          */
2495         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2496                 return CHARGE_RETRY;
2497
2498         /* If we don't need to call oom-killer at el, return immediately */
2499         if (!oom_check)
2500                 return CHARGE_NOMEM;
2501         /* check OOM */
2502         if (!mem_cgroup_handle_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize)))
2503                 return CHARGE_OOM_DIE;
2504
2505         return CHARGE_RETRY;
2506 }
2507
2508 /*
2509  * __mem_cgroup_try_charge() does
2510  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2511  * 2. update res_counter
2512  * 3. call memory reclaim if necessary.
2513  *
2514  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2515  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2516  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2517  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2518  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2519  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2520  *
2521  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2522  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2523  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2524  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2525  *
2526  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2527  * the oom-killer can be invoked.
2528  */
2529 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2530                                    gfp_t gfp_mask,
2531                                    unsigned int nr_pages,
2532                                    struct mem_cgroup **ptr,
2533                                    bool oom)
2534 {
2535         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2536         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2537         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2538         int ret;
2539
2540         /*
2541          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2542          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2543          * MEMDIE process.
2544          */
2545         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2546                      || fatal_signal_pending(current)))
2547                 goto bypass;
2548
2549         /*
2550          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2551          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2552          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2553          * set, if so charge the root memcg (happens for pagecache usage).
2554          */
2555         if (!*ptr && !mm)
2556                 *ptr = root_mem_cgroup;
2557 again:
2558         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2559                 memcg = *ptr;
2560                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2561                         goto done;
2562                 if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2563                         goto done;
2564                 css_get(&memcg->css);
2565         } else {
2566                 struct task_struct *p;
2567
2568                 rcu_read_lock();
2569                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2570                 /*
2571                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2572                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2573                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2574                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2575                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2576                  * small race, here.
2577                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2578                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2579                  */
2580                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2581                 if (!memcg)
2582                         memcg = root_mem_cgroup;
2583                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2584                         rcu_read_unlock();
2585                         goto done;
2586                 }
2587                 if (consume_stock(memcg, nr_pages)) {
2588                         /*
2589                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2590                          * But considering how consume_stok works, it's not
2591                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2592                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2593                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2594                          * calling consume_stock().
2595                          */
2596                         rcu_read_unlock();
2597                         goto done;
2598                 }
2599                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2600                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2601                         rcu_read_unlock();
2602                         goto again;
2603                 }
2604                 rcu_read_unlock();
2605         }
2606
2607         do {
2608                 bool oom_check;
2609
2610                 /* If killed, bypass charge */
2611                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2612                         css_put(&memcg->css);
2613                         goto bypass;
2614                 }
2615
2616                 oom_check = false;
2617                 if (oom && !nr_oom_retries) {
2618                         oom_check = true;
2619                         nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2620                 }
2621
2622                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch, nr_pages,
2623                     oom_check);
2624                 switch (ret) {
2625                 case CHARGE_OK:
2626                         break;
2627                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2628                         batch = nr_pages;
2629                         css_put(&memcg->css);
2630                         memcg = NULL;
2631                         goto again;
2632                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2633                         css_put(&memcg->css);
2634                         goto nomem;
2635                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2636                         if (!oom) {
2637                                 css_put(&memcg->css);
2638                                 goto nomem;
2639                         }
2640                         /* If oom, we never return -ENOMEM */
2641                         nr_oom_retries--;
2642                         break;
2643                 case CHARGE_OOM_DIE: /* Killed by OOM Killer */
2644                         css_put(&memcg->css);
2645                         goto bypass;
2646                 }
2647         } while (ret != CHARGE_OK);
2648
2649         if (batch > nr_pages)
2650                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2651         css_put(&memcg->css);
2652 done:
2653         *ptr = memcg;
2654         return 0;
2655 nomem:
2656         *ptr = NULL;
2657         return -ENOMEM;
2658 bypass:
2659         *ptr = root_mem_cgroup;
2660         return -EINTR;
2661 }
2662
2663 /*
2664  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2665  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2666  * gotten by try_charge().
2667  */
2668 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2669                                        unsigned int nr_pages)
2670 {
2671         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2672                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2673
2674                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2675                 if (do_swap_account)
2676                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2677         }
2678 }
2679
2680 /*
2681  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2682  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2683  */
2684 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2685                                         unsigned int nr_pages)
2686 {
2687         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2688
2689         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2690                 return;
2691
2692         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2693         if (do_swap_account)
2694                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2695                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2696 }
2697
2698 /*
2699  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2700  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling css_tryget if
2701  * the mem_cgroup is used for charging. (dropping refcnt from swap can be
2702  * called against removed memcg.)
2703  */
2704 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2705 {
2706         struct cgroup_subsys_state *css;
2707
2708         /* ID 0 is unused ID */
2709         if (!id)
2710                 return NULL;
2711         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2712         if (!css)
2713                 return NULL;
2714         return mem_cgroup_from_css(css);
2715 }
2716
2717 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2718 {
2719         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2720         struct page_cgroup *pc;
2721         unsigned short id;
2722         swp_entry_t ent;
2723
2724         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2725
2726         pc = lookup_page_cgroup(page);
2727         lock_page_cgroup(pc);
2728         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2729                 memcg = pc->mem_cgroup;
2730                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2731                         memcg = NULL;
2732         } else if (PageSwapCache(page)) {
2733                 ent.val = page_private(page);
2734                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2735                 rcu_read_lock();
2736                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2737                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2738                         memcg = NULL;
2739                 rcu_read_unlock();
2740         }
2741         unlock_page_cgroup(pc);
2742         return memcg;
2743 }
2744
2745 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2746                                        struct page *page,
2747                                        unsigned int nr_pages,
2748                                        enum charge_type ctype,
2749                                        bool lrucare)
2750 {
2751         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2752         struct zone *uninitialized_var(zone);
2753         struct lruvec *lruvec;
2754         bool was_on_lru = false;
2755         bool anon;
2756
2757         lock_page_cgroup(pc);
2758         VM_BUG_ON(PageCgroupUsed(pc));
2759         /*
2760          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2761          * accessed by any other context at this point.
2762          */
2763
2764         /*
2765          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2766          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2767          */
2768         if (lrucare) {
2769                 zone = page_zone(page);
2770                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2771                 if (PageLRU(page)) {
2772                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2773                         ClearPageLRU(page);
2774                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2775                         was_on_lru = true;
2776                 }
2777         }
2778
2779         pc->mem_cgroup = memcg;
2780         /*
2781          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2782          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2783          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2784          * before USED bit, we need memory barrier here.
2785          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2786          */
2787         smp_wmb();
2788         SetPageCgroupUsed(pc);
2789
2790         if (lrucare) {
2791                 if (was_on_lru) {
2792                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2793                         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2794                         SetPageLRU(page);
2795                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2796                 }
2797                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2798         }
2799
2800         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON)
2801                 anon = true;
2802         else
2803                 anon = false;
2804
2805         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, nr_pages);
2806         unlock_page_cgroup(pc);
2807
2808         /*
2809          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2810          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2811          * if they exceeds softlimit.
2812          */
2813         memcg_check_events(memcg, page);
2814 }
2815
2816 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
2817
2818 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2819 static inline bool memcg_can_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2820 {
2821         return !mem_cgroup_disabled() && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
2822                 (memcg->kmem_account_flags & KMEM_ACCOUNTED_MASK);
2823 }
2824
2825 /*
2826  * This is a bit cumbersome, but it is rarely used and avoids a backpointer
2827  * in the memcg_cache_params struct.
2828  */
2829 static struct kmem_cache *memcg_params_to_cache(struct memcg_cache_params *p)
2830 {
2831         struct kmem_cache *cachep;
2832
2833         VM_BUG_ON(p->is_root_cache);
2834         cachep = p->root_cache;
2835         return cachep->memcg_params->memcg_caches[memcg_cache_id(p->memcg)];
2836 }
2837
2838 #ifdef CONFIG_SLABINFO
2839 static int mem_cgroup_slabinfo_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
2840                                         struct seq_file *m)
2841 {
2842         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
2843         struct memcg_cache_params *params;
2844
2845         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
2846                 return -EIO;
2847
2848         print_slabinfo_header(m);
2849
2850         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
2851         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list)
2852                 cache_show(memcg_params_to_cache(params), m);
2853         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
2854
2855         return 0;
2856 }
2857 #endif
2858
2859 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp, u64 size)
2860 {
2861         struct res_counter *fail_res;
2862         struct mem_cgroup *_memcg;
2863         int ret = 0;
2864         bool may_oom;
2865
2866         ret = res_counter_charge(&memcg->kmem, size, &fail_res);
2867         if (ret)
2868                 return ret;
2869
2870         /*
2871          * Conditions under which we can wait for the oom_killer. Those are
2872          * the same conditions tested by the core page allocator
2873          */
2874         may_oom = (gfp & __GFP_FS) && !(gfp & __GFP_NORETRY);
2875
2876         _memcg = memcg;
2877         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp, size >> PAGE_SHIFT,
2878                                       &_memcg, may_oom);
2879
2880         if (ret == -EINTR)  {
2881                 /*
2882                  * __mem_cgroup_try_charge() chosed to bypass to root due to
2883                  * OOM kill or fatal signal.  Since our only options are to
2884                  * either fail the allocation or charge it to this cgroup, do
2885                  * it as a temporary condition. But we can't fail. From a
2886                  * kmem/slab perspective, the cache has already been selected,
2887                  * by mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
2888                  * our minds.
2889                  *
2890                  * This condition will only trigger if the task entered
2891                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed during
2892                  * __mem_cgroup_try_charge() above. Tasks that were already
2893                  * dying when the allocation triggers should have been already
2894                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
2895                  */
2896                 res_counter_charge_nofail(&memcg->res, size, &fail_res);
2897                 if (do_swap_account)
2898                         res_counter_charge_nofail(&memcg->memsw, size,
2899                                                   &fail_res);
2900                 ret = 0;
2901         } else if (ret)
2902                 res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size);
2903
2904         return ret;
2905 }
2906
2907 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, u64 size)
2908 {
2909         res_counter_uncharge(&memcg->res, size);
2910         if (do_swap_account)
2911                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, size);
2912
2913         /* Not down to 0 */
2914         if (res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size))
2915                 return;
2916
2917         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
2918                 mem_cgroup_put(memcg);
2919 }
2920
2921 void memcg_cache_list_add(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *cachep)
2922 {
2923         if (!memcg)
2924                 return;
2925
2926         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
2927         list_add(&cachep->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
2928         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
2929 }
2930
2931 /*
2932  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
2933  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
2934  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
2935  */
2936 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
2937 {
2938         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
2939 }
2940
2941 /*
2942  * This ends up being protected by the set_limit mutex, during normal
2943  * operation, because that is its main call site.
2944  *
2945  * But when we create a new cache, we can call this as well if its parent
2946  * is kmem-limited. That will have to hold set_limit_mutex as well.
2947  */
2948 int memcg_update_cache_sizes(struct mem_cgroup *memcg)
2949 {
2950         int num, ret;
2951
2952         num = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
2953                                 0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2954         if (num < 0)
2955                 return num;
2956         /*
2957          * After this point, kmem_accounted (that we test atomically in
2958          * the beginning of this conditional), is no longer 0. This
2959          * guarantees only one process will set the following boolean
2960          * to true. We don't need test_and_set because we're protected
2961          * by the set_limit_mutex anyway.
2962          */
2963         memcg_kmem_set_activated(memcg);
2964
2965         ret = memcg_update_all_caches(num+1);
2966         if (ret) {
2967                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, num);
2968                 memcg_kmem_clear_activated(memcg);
2969                 return ret;
2970         }
2971
2972         memcg->kmemcg_id = num;
2973         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
2974         mutex_init(&memcg->slab_caches_mutex);
2975         return 0;
2976 }
2977
2978 static size_t memcg_caches_array_size(int num_groups)
2979 {
2980         ssize_t size;
2981         if (num_groups <= 0)
2982                 return 0;
2983
2984         size = 2 * num_groups;
2985         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2986                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2987         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2988                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2989
2990         return size;
2991 }
2992
2993 /*
2994  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
2995  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
2996  * calling this.
2997  */
2998 void memcg_update_array_size(int num)
2999 {
3000         if (num > memcg_limited_groups_array_size)
3001                 memcg_limited_groups_array_size = memcg_caches_array_size(num);
3002 }
3003
3004 int memcg_update_cache_size(struct kmem_cache *s, int num_groups)
3005 {
3006         struct memcg_cache_params *cur_params = s->memcg_params;
3007
3008         VM_BUG_ON(s->memcg_params && !s->memcg_params->is_root_cache);
3009
3010         if (num_groups > memcg_limited_groups_array_size) {
3011                 int i;
3012                 ssize_t size = memcg_caches_array_size(num_groups);
3013
3014                 size *= sizeof(void *);
3015                 size += sizeof(struct memcg_cache_params);
3016
3017                 s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3018                 if (!s->memcg_params) {
3019                         s->memcg_params = cur_params;
3020                         return -ENOMEM;
3021                 }
3022
3023                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3024
3025                 /*
3026                  * There is the chance it will be bigger than
3027                  * memcg_limited_groups_array_size, if we failed an allocation
3028                  * in a cache, in which case all caches updated before it, will
3029                  * have a bigger array.
3030                  *
3031                  * But if that is the case, the data after
3032                  * memcg_limited_groups_array_size is certainly unused
3033                  */
3034                 for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3035                         if (!cur_params->memcg_caches[i])
3036                                 continue;
3037                         s->memcg_params->memcg_caches[i] =
3038                                                 cur_params->memcg_caches[i];
3039                 }
3040
3041                 /*
3042                  * Ideally, we would wait until all caches succeed, and only
3043                  * then free the old one. But this is not worth the extra
3044                  * pointer per-cache we'd have to have for this.
3045                  *
3046                  * It is not a big deal if some caches are left with a size
3047                  * bigger than the others. And all updates will reset this
3048                  * anyway.
3049                  */
3050                 kfree(cur_params);
3051         }
3052         return 0;
3053 }
3054
3055 int memcg_register_cache(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s,
3056                          struct kmem_cache *root_cache)
3057 {
3058         size_t size = sizeof(struct memcg_cache_params);
3059
3060         if (!memcg_kmem_enabled())
3061                 return 0;
3062
3063         if (!memcg)
3064                 size += memcg_limited_groups_array_size * sizeof(void *);
3065
3066         s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3067         if (!s->memcg_params)
3068                 return -ENOMEM;
3069
3070         if (memcg) {
3071                 s->memcg_params->memcg = memcg;
3072                 s->memcg_params->root_cache = root_cache;
3073         } else
3074                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3075
3076         return 0;
3077 }
3078
3079 void memcg_release_cache(struct kmem_cache *s)
3080 {
3081         struct kmem_cache *root;
3082         struct mem_cgroup *memcg;
3083         int id;
3084
3085         /*
3086          * This happens, for instance, when a root cache goes away before we
3087          * add any memcg.
3088          */
3089         if (!s->memcg_params)
3090                 return;
3091
3092         if (s->memcg_params->is_root_cache)
3093                 goto out;
3094
3095         memcg = s->memcg_params->memcg;
3096         id  = memcg_cache_id(memcg);
3097
3098         root = s->memcg_params->root_cache;
3099         root->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
3100         mem_cgroup_put(memcg);
3101
3102         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3103         list_del(&s->memcg_params->list);
3104         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3105
3106 out:
3107         kfree(s->memcg_params);
3108 }
3109
3110 /*
3111  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
3112  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
3113  * enqueing new caches to be created.
3114  *
3115  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
3116  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
3117  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
3118  * objects during debug.
3119  *
3120  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
3121  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
3122  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
3123  * cache again, failing at the same point.
3124  *
3125  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
3126  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
3127  * inside the following two functions.
3128  */
3129 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
3130 {
3131         VM_BUG_ON(!current->mm);
3132         current->memcg_kmem_skip_account++;
3133 }
3134
3135 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
3136 {
3137         VM_BUG_ON(!current->mm);
3138         current->memcg_kmem_skip_account--;
3139 }
3140
3141 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w)
3142 {
3143         struct kmem_cache *cachep;
3144         struct memcg_cache_params *p;
3145
3146         p = container_of(w, struct memcg_cache_params, destroy);
3147
3148         cachep = memcg_params_to_cache(p);
3149
3150         /*
3151          * If we get down to 0 after shrink, we could delete right away.
3152          * However, memcg_release_pages() already puts us back in the workqueue
3153          * in that case. If we proceed deleting, we'll get a dangling
3154          * reference, and removing the object from the workqueue in that case
3155          * is unnecessary complication. We are not a fast path.
3156          *
3157          * Note that this case is fundamentally different from racing with
3158          * shrink_slab(): if memcg_cgroup_destroy_cache() is called in
3159          * kmem_cache_shrink, not only we would be reinserting a dead cache
3160          * into the queue, but doing so from inside the worker racing to
3161          * destroy it.
3162          *
3163          * So if we aren't down to zero, we'll just schedule a worker and try
3164          * again
3165          */
3166         if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) != 0) {
3167                 kmem_cache_shrink(cachep);
3168                 if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) == 0)
3169                         return;
3170         } else
3171                 kmem_cache_destroy(cachep);
3172 }
3173
3174 void mem_cgroup_destroy_cache(struct kmem_cache *cachep)
3175 {
3176         if (!cachep->memcg_params->dead)
3177                 return;
3178
3179         /*
3180          * There are many ways in which we can get here.
3181          *
3182          * We can get to a memory-pressure situation while the delayed work is
3183          * still pending to run. The vmscan shrinkers can then release all
3184          * cache memory and get us to destruction. If this is the case, we'll
3185          * be executed twice, which is a bug (the second time will execute over
3186          * bogus data). In this case, cancelling the work should be fine.
3187          *
3188          * But we can also get here from the worker itself, if
3189          * kmem_cache_shrink is enough to shake all the remaining objects and
3190          * get the page count to 0. In this case, we'll deadlock if we try to
3191          * cancel the work (the worker runs with an internal lock held, which
3192          * is the same lock we would hold for cancel_work_sync().)
3193          *
3194          * Since we can't possibly know who got us here, just refrain from
3195          * running if there is already work pending
3196          */
3197         if (work_pending(&cachep->memcg_params->destroy))
3198                 return;
3199         /*
3200          * We have to defer the actual destroying to a workqueue, because
3201          * we might currently be in a context that cannot sleep.
3202          */
3203         schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3204 }
3205
3206 static char *memcg_cache_name(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s)
3207 {
3208         char *name;
3209         struct dentry *dentry;
3210
3211         rcu_read_lock();
3212         dentry = rcu_dereference(memcg->css.cgroup->dentry);
3213         rcu_read_unlock();
3214
3215         BUG_ON(dentry == NULL);
3216
3217         name = kasprintf(GFP_KERNEL, "%s(%d:%s)", s->name,
3218                          memcg_cache_id(memcg), dentry->d_name.name);
3219
3220         return name;
3221 }
3222
3223 static struct kmem_cache *kmem_cache_dup(struct mem_cgroup *memcg,
3224                                          struct kmem_cache *s)
3225 {
3226         char *name;
3227         struct kmem_cache *new;
3228
3229         name = memcg_cache_name(memcg, s);
3230         if (!name)
3231                 return NULL;
3232
3233         new = kmem_cache_create_memcg(memcg, name, s->object_size, s->align,
3234                                       (s->flags & ~SLAB_PANIC), s->ctor, s);
3235
3236         if (new)
3237                 new->allocflags |= __GFP_KMEMCG;
3238
3239         kfree(name);
3240         return new;
3241 }
3242
3243 /*
3244  * This lock protects updaters, not readers. We want readers to be as fast as
3245  * they can, and they will either see NULL or a valid cache value. Our model
3246  * allow them to see NULL, in which case the root memcg will be selected.
3247  *
3248  * We need this lock because multiple allocations to the same cache from a non
3249  * will span more than one worker. Only one of them can create the cache.
3250  */
3251 static DEFINE_MUTEX(memcg_cache_mutex);
3252 static struct kmem_cache *memcg_create_kmem_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3253                                                   struct kmem_cache *cachep)
3254 {
3255         struct kmem_cache *new_cachep;
3256         int idx;
3257
3258         BUG_ON(!memcg_can_account_kmem(memcg));
3259
3260         idx = memcg_cache_id(memcg);
3261
3262         mutex_lock(&memcg_cache_mutex);
3263         new_cachep = cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3264         if (new_cachep)
3265                 goto out;
3266
3267         new_cachep = kmem_cache_dup(memcg, cachep);
3268         if (new_cachep == NULL) {
3269                 new_cachep = cachep;
3270                 goto out;
3271         }
3272
3273         mem_cgroup_get(memcg);
3274         atomic_set(&new_cachep->memcg_params->nr_pages , 0);
3275
3276         cachep->memcg_params->memcg_caches[idx] = new_cachep;
3277         /*
3278          * the readers won't lock, make sure everybody sees the updated value,
3279          * so they won't put stuff in the queue again for no reason
3280          */
3281         wmb();
3282 out:
3283         mutex_unlock(&memcg_cache_mutex);
3284         return new_cachep;
3285 }
3286
3287 void kmem_cache_destroy_memcg_children(struct kmem_cache *s)
3288 {
3289         struct kmem_cache *c;
3290         int i;
3291
3292         if (!s->memcg_params)
3293                 return;
3294         if (!s->memcg_params->is_root_cache)
3295                 return;
3296
3297         /*
3298          * If the cache is being destroyed, we trust that there is no one else
3299          * requesting objects from it. Even if there are, the sanity checks in
3300          * kmem_cache_destroy should caught this ill-case.
3301          *
3302          * Still, we don't want anyone else freeing memcg_caches under our
3303          * noses, which can happen if a new memcg comes to life. As usual,
3304          * we'll take the set_limit_mutex to protect ourselves against this.
3305          */
3306         mutex_lock(&set_limit_mutex);
3307         for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3308                 c = s->memcg_params->memcg_caches[i];
3309                 if (!c)
3310                         continue;
3311
3312                 /*
3313                  * We will now manually delete the caches, so to avoid races
3314                  * we need to cancel all pending destruction workers and
3315                  * proceed with destruction ourselves.
3316                  *
3317                  * kmem_cache_destroy() will call kmem_cache_shrink internally,
3318                  * and that could spawn the workers again: it is likely that
3319                  * the cache still have active pages until this very moment.
3320                  * This would lead us back to mem_cgroup_destroy_cache.
3321                  *
3322                  * But that will not execute at all if the "dead" flag is not
3323                  * set, so flip it down to guarantee we are in control.
3324                  */
3325                 c->memcg_params->dead = false;
3326                 cancel_work_sync(&c->memcg_params->destroy);
3327                 kmem_cache_destroy(c);
3328         }
3329         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3330 }
3331
3332 struct create_work {
3333         struct mem_cgroup *memcg;
3334         struct kmem_cache *cachep;
3335         struct work_struct work;
3336 };
3337
3338 static void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3339 {
3340         struct kmem_cache *cachep;
3341         struct memcg_cache_params *params;
3342
3343         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3344                 return;
3345
3346         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3347         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list) {
3348                 cachep = memcg_params_to_cache(params);
3349                 cachep->memcg_params->dead = true;
3350                 INIT_WORK(&cachep->memcg_params->destroy,
3351                                   kmem_cache_destroy_work_func);
3352                 schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3353         }
3354         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3355 }
3356
3357 static void memcg_create_cache_work_func(struct work_struct *w)
3358 {
3359         struct create_work *cw;
3360
3361         cw = container_of(w, struct create_work, work);
3362         memcg_create_kmem_cache(cw->memcg, cw->cachep);
3363         /* Drop the reference gotten when we enqueued. */
3364         css_put(&cw->memcg->css);
3365         kfree(cw);
3366 }
3367
3368 /*
3369  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
3370  * Called with rcu_read_lock.
3371  */
3372 static void __memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3373                                          struct kmem_cache *cachep)
3374 {
3375         struct create_work *cw;
3376
3377         cw = kmalloc(sizeof(struct create_work), GFP_NOWAIT);
3378         if (cw == NULL)
3379                 return;
3380
3381         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
3382         if (!css_tryget(&memcg->css)) {
3383                 kfree(cw);
3384                 return;
3385         }
3386
3387         cw->memcg = memcg;
3388         cw->cachep = cachep;
3389
3390         INIT_WORK(&cw->work, memcg_create_cache_work_func);
3391         schedule_work(&cw->work);
3392 }
3393
3394 static void memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3395                                        struct kmem_cache *cachep)
3396 {
3397         /*
3398          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
3399          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
3400          * in __memcg_create_cache_enqueue will recurse.
3401          *
3402          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
3403          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
3404          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
3405          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
3406          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
3407          */
3408         memcg_stop_kmem_account();
3409         __memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3410         memcg_resume_kmem_account();
3411 }
3412 /*
3413  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
3414  * We try to use the current memcg's version of the cache.
3415  *
3416  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
3417  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
3418  * in a workqueue.
3419  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
3420  * the original cache.
3421  *
3422  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
3423  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
3424  */
3425 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
3426                                           gfp_t gfp)
3427 {
3428         struct mem_cgroup *memcg;
3429         int idx;
3430
3431         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
3432         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
3433
3434         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3435                 return cachep;
3436
3437         rcu_read_lock();
3438         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
3439         rcu_read_unlock();
3440
3441         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
3442                 return cachep;
3443
3444         idx = memcg_cache_id(memcg);
3445
3446         /*
3447          * barrier to mare sure we're always seeing the up to date value.  The
3448          * code updating memcg_caches will issue a write barrier to match this.
3449          */
3450         read_barrier_depends();
3451         if (unlikely(cachep->memcg_params->memcg_caches[idx] == NULL)) {
3452                 /*
3453                  * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
3454                  * context), we could be be predictable and return right away.
3455                  * This would guarantee that the allocation being performed
3456                  * already belongs in the new cache.
3457                  *
3458                  * However, there are some clashes that can arrive from locking.
3459                  * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
3460                  * kmem_cache_dup, this means no further allocation could happen
3461                  * with the slab_mutex held.
3462                  *
3463                  * Also, because cache creation issue get_online_cpus(), this
3464                  * creates a lock chain: memcg_slab_mutex -> cpu_hotplug_mutex,
3465                  * that ends up reversed during cpu hotplug. (cpuset allocates
3466                  * a bunch of GFP_KERNEL memory during cpuup). Due to all that,
3467                  * better to defer everything.
3468                  */
3469                 memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3470                 return cachep;
3471         }
3472
3473         return cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3474 }
3475 EXPORT_SYMBOL(__memcg_kmem_get_cache);
3476
3477 /*
3478  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
3479  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
3480  * need a further commit step to do the final arrangements.
3481  *
3482  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
3483  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
3484  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
3485  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
3486  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
3487  * the compiled-out case as well.
3488  *
3489  * Returning true means the allocation is possible.
3490  */
3491 bool
3492 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
3493 {
3494         struct mem_cgroup *memcg;
3495         int ret;
3496
3497         *_memcg = NULL;
3498         memcg = try_get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
3499
3500         /*
3501          * very rare case described in mem_cgroup_from_task. Unfortunately there
3502          * isn't much we can do without complicating this too much, and it would
3503          * be gfp-dependent anyway. Just let it go
3504          */
3505         if (unlikely(!memcg))
3506                 return true;
3507
3508         if (!memcg_can_account_kmem(memcg)) {
3509                 css_put(&memcg->css);
3510                 return true;
3511         }
3512
3513         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, PAGE_SIZE << order);
3514         if (!ret)
3515                 *_memcg = memcg;
3516
3517         css_put(&memcg->css);
3518         return (ret == 0);
3519 }
3520
3521 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3522                               int order)
3523 {
3524         struct page_cgroup *pc;
3525
3526         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3527
3528         /* The page allocation failed. Revert */
3529         if (!page) {
3530                 memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3531                 return;
3532         }
3533
3534         pc = lookup_page_cgroup(page);
3535         lock_page_cgroup(pc);
3536         pc->mem_cgroup = memcg;
3537         SetPageCgroupUsed(pc);
3538         unlock_page_cgroup(pc);
3539 }
3540
3541 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
3542 {
3543         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3544         struct page_cgroup *pc;
3545
3546
3547         pc = lookup_page_cgroup(page);
3548         /*
3549          * Fast unlocked return. Theoretically might have changed, have to
3550          * check again after locking.
3551          */
3552         if (!PageCgroupUsed(pc))
3553                 return;
3554
3555         lock_page_cgroup(pc);
3556         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3557                 memcg = pc->mem_cgroup;
3558                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3559         }
3560         unlock_page_cgroup(pc);
3561
3562         /*
3563          * We trust that only if there is a memcg associated with the page, it
3564          * is a valid allocation
3565          */
3566         if (!memcg)
3567                 return;
3568
3569         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3570         memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3571 }
3572 #else
3573 static inline void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3574 {
3575 }
3576 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3577
3578 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3579
3580 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
3581 /*
3582  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3583  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
3584  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
3585  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
3586  */
3587 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3588 {
3589         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
3590         struct page_cgroup *pc;
3591         int i;
3592
3593         if (mem_cgroup_disabled())
3594                 return;
3595         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3596                 pc = head_pc + i;
3597                 pc->mem_cgroup = head_pc->mem_cgroup;
3598                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
3599                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
3600         }
3601 }
3602 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3603
3604 /**
3605  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3606  * @page: the page
3607  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3608  * @pc: page_cgroup of the page.
3609  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3610  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3611  *
3612  * The caller must confirm following.
3613  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3614  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3615  *
3616  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3617  * from old cgroup.
3618  */
3619 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3620                                    unsigned int nr_pages,
3621                                    struct page_cgroup *pc,
3622                                    struct mem_cgroup *from,
3623                                    struct mem_cgroup *to)
3624 {
3625         unsigned long flags;
3626         int ret;
3627         bool anon = PageAnon(page);
3628
3629         VM_BUG_ON(from == to);
3630         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
3631         /*
3632          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3633          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3634          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3635          * hold it.
3636          */
3637         ret = -EBUSY;
3638         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3639                 goto out;
3640
3641         lock_page_cgroup(pc);
3642
3643         ret = -EINVAL;
3644         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
3645                 goto unlock;
3646
3647         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
3648
3649         if (!anon && page_mapped(page)) {
3650                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup */
3651                 preempt_disable();
3652                 __this_cpu_dec(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
3653                 __this_cpu_inc(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
3654                 preempt_enable();
3655         }
3656         mem_cgroup_charge_statistics(from, anon, -nr_pages);
3657
3658         /* caller should have done css_get */
3659         pc->mem_cgroup = to;
3660         mem_cgroup_charge_statistics(to, anon, nr_pages);
3661         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
3662         ret = 0;
3663 unlock:
3664         unlock_page_cgroup(pc);
3665         /*
3666          * check events
3667          */
3668         memcg_check_events(to, page);
3669         memcg_check_events(from, page);
3670 out:
3671         return ret;
3672 }
3673
3674 /**
3675  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
3676  * @page: the page to move
3677  * @pc: page_cgroup of the page
3678  * @child: page's cgroup
3679  *
3680  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
3681  * parent (aka use_hierarchy==0).
3682  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
3683  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
3684  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
3685  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
3686  * on the next attempt and the call should be retried later.
3687  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
3688  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
3689  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
3690  * LRU or vanish.
3691  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
3692  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
3693  * disappear in the next attempt.
3694  */
3695 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
3696                                   struct page_cgroup *pc,
3697                                   struct mem_cgroup *child)
3698 {
3699         struct mem_cgroup *parent;
3700         unsigned int nr_pages;
3701         unsigned long uninitialized_var(flags);
3702         int ret;
3703
3704         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
3705
3706         ret = -EBUSY;
3707         if (!get_page_unless_zero(page))
3708                 goto out;
3709         if (isolate_lru_page(page))
3710                 goto put;
3711
3712         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
3713
3714         parent = parent_mem_cgroup(child);
3715         /*
3716          * If no parent, move charges to root cgroup.
3717          */
3718         if (!parent)
3719                 parent = root_mem_cgroup;
3720
3721         if (nr_pages > 1) {
3722                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3723                 flags = compound_lock_irqsave(page);
3724         }
3725
3726         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
3727                                 pc, child, parent);
3728         if (!ret)
3729                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
3730
3731         if (nr_pages > 1)
3732                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
3733         putback_lru_page(page);
3734 put:
3735         put_page(page);
3736 out:
3737         return ret;
3738 }
3739
3740 /*
3741  * Charge the memory controller for page usage.
3742  * Return
3743  * 0 if the charge was successful
3744  * < 0 if the cgroup is over its limit
3745  */
3746 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3747                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
3748 {
3749         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3750         unsigned int nr_pages = 1;
3751         bool oom = true;
3752         int ret;
3753
3754         if (PageTransHuge(page)) {
3755                 nr_pages <<= compound_order(page);
3756                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3757                 /*
3758                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
3759                  * fault handler will fall back to regular pages.
3760                  */
3761                 oom = false;
3762         }
3763
3764         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
3765         if (ret == -ENOMEM)
3766                 return ret;
3767         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, ctype, false);
3768         return 0;
3769 }
3770
3771 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
3772                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
3773 {
3774         if (mem_cgroup_disabled())
3775                 return 0;
3776         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3777         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3778         VM_BUG_ON(!mm);
3779         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
3780                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3781 }
3782
3783 /*
3784  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
3785  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
3786  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
3787  * "commit()" or removed by "cancel()"
3788  */
3789 static int __mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
3790                                           struct page *page,
3791                                           gfp_t mask,
3792                                           struct mem_cgroup **memcgp)
3793 {
3794         struct mem_cgroup *memcg;
3795         struct page_cgroup *pc;
3796         int ret;
3797
3798         pc = lookup_page_cgroup(page);
3799         /*
3800          * Every swap fault against a single page tries to charge the
3801          * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
3802          * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
3803          * the page lock, which serializes swap cache removal, which
3804          * in turn serializes uncharging.
3805          */
3806         if (PageCgroupUsed(pc))
3807                 return 0;
3808         if (!do_swap_account)
3809                 goto charge_cur_mm;
3810         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
3811         if (!memcg)
3812                 goto charge_cur_mm;
3813         *memcgp = memcg;
3814         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
3815         css_put(&memcg->css);
3816         if (ret == -EINTR)
3817                 ret = 0;
3818         return ret;
3819 charge_cur_mm:
3820         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
3821         if (ret == -EINTR)
3822                 ret = 0;
3823         return ret;
3824 }
3825
3826 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm, struct page *page,
3827                                  gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
3828 {
3829         *memcgp = NULL;
3830         if (mem_cgroup_disabled())
3831                 return 0;
3832         /*
3833          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already
3834          * updated the pte, and even removed page from swap cache: in
3835          * those cases unuse_pte()'s pte_same() test will fail; but
3836          * there's also a KSM case which does need to charge the page.
3837          */
3838         if (!PageSwapCache(page)) {
3839                 int ret;
3840
3841                 ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, 1, memcgp, true);
3842                 if (ret == -EINTR)
3843                         ret = 0;
3844                 return ret;
3845         }
3846         return __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, memcgp);
3847 }
3848
3849 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
3850 {
3851         if (mem_cgroup_disabled())
3852                 return;
3853         if (!memcg)
3854                 return;
3855         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
3856 }
3857
3858 static void
3859 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3860                                         enum charge_type ctype)
3861 {
3862         if (mem_cgroup_disabled())
3863                 return;
3864         if (!memcg)
3865                 return;
3866
3867         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
3868         /*
3869          * Now swap is on-memory. This means this page may be
3870          * counted both as mem and swap....double count.
3871          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
3872          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
3873          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
3874          */
3875         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
3876                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
3877                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
3878         }
3879 }
3880
3881 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
3882                                      struct mem_cgroup *memcg)
3883 {
3884         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
3885                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3886 }
3887
3888 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3889                                 gfp_t gfp_mask)
3890 {
3891         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3892         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3893         int ret;
3894
3895         if (mem_cgroup_disabled())
3896                 return 0;
3897         if (PageCompound(page))
3898                 return 0;
3899
3900         if (!PageSwapCache(page))
3901                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
3902         else { /* page is swapcache/shmem */
3903                 ret = __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page,
3904                                                      gfp_mask, &memcg);
3905                 if (!ret)
3906                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
3907         }
3908         return ret;
3909 }
3910
3911 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
3912                                    unsigned int nr_pages,
3913                                    const enum charge_type ctype)
3914 {
3915         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
3916         bool uncharge_memsw = true;
3917
3918         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
3919         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
3920                 uncharge_memsw = false;
3921
3922         batch = &current->memcg_batch;
3923         /*
3924          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
3925          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
3926          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
3927          */
3928         if (!batch->memcg)
3929                 batch->memcg = memcg;
3930         /*
3931          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
3932          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
3933          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
3934          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
3935          * because we want to do uncharge as soon as possible.
3936          */
3937
3938         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
3939                 goto direct_uncharge;
3940
3941         if (nr_pages > 1)
3942                 goto direct_uncharge;
3943
3944         /*
3945          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
3946          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
3947          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
3948          */
3949         if (batch->memcg != memcg)
3950                 goto direct_uncharge;
3951         /* remember freed charge and uncharge it later */
3952         batch->nr_pages++;
3953         if (uncharge_memsw)
3954                 batch->memsw_nr_pages++;
3955         return;
3956 direct_uncharge:
3957         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
3958         if (uncharge_memsw)
3959                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
3960         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
3961                 memcg_oom_recover(memcg);
3962 }
3963
3964 /*
3965  * uncharge if !page_mapped(page)
3966  */
3967 static struct mem_cgroup *
3968 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype,
3969                              bool end_migration)
3970 {
3971         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3972         unsigned int nr_pages = 1;
3973         struct page_cgroup *pc;
3974         bool anon;
3975
3976         if (mem_cgroup_disabled())
3977                 return NULL;
3978
3979         VM_BUG_ON(PageSwapCache(page));
3980
3981         if (PageTransHuge(page)) {
3982                 nr_pages <<= compound_order(page);
3983                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3984         }
3985         /*
3986          * Check if our page_cgroup is valid
3987          */
3988         pc = lookup_page_cgroup(page);
3989         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
3990                 return NULL;
3991
3992         lock_page_cgroup(pc);
3993
3994         memcg = pc->mem_cgroup;
3995
3996         if (!PageCgroupUsed(pc))
3997                 goto unlock_out;
3998
3999         anon = PageAnon(page);
4000
4001         switch (ctype) {
4002         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON:
4003                 /*
4004                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
4005                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
4006                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
4007                  */
4008                 anon = true;
4009                 /* fallthrough */
4010         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
4011                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
4012                 if (page_mapped(page))
4013                         goto unlock_out;
4014                 /*
4015                  * Pages under migration may not be uncharged.  But
4016                  * end_migration() /must/ be the one uncharging the
4017                  * unused post-migration page and so it has to call
4018                  * here with the migration bit still set.  See the
4019                  * res_counter handling below.
4020                  */
4021                 if (!end_migration && PageCgroupMigration(pc))
4022                         goto unlock_out;
4023                 break;
4024         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
4025                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
4026                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
4027                                 goto unlock_out;
4028                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
4029                                 goto unlock_out;
4030                 break;
4031         default:
4032                 break;
4033         }
4034
4035         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, -nr_pages);
4036
4037         ClearPageCgroupUsed(pc);
4038         /*
4039          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
4040          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
4041          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
4042          * special functions.
4043          */
4044
4045         unlock_page_cgroup(pc);
4046         /*
4047          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
4048          * will never be freed.
4049          */
4050         memcg_check_events(memcg, page);
4051         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
4052                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
4053                 mem_cgroup_get(memcg);
4054         }
4055         /*
4056          * Migration does not charge the res_counter for the
4057          * replacement page, so leave it alone when phasing out the
4058          * page that is unused after the migration.
4059          */
4060         if (!end_migration && !mem_cgroup_is_root(memcg))
4061                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
4062
4063         return memcg;
4064
4065 unlock_out:
4066         unlock_page_cgroup(pc);
4067         return NULL;
4068 }
4069
4070 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
4071 {
4072         /* early check. */
4073         if (page_mapped(page))
4074                 return;
4075         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
4076         if (PageSwapCache(page))
4077                 return;
4078         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
4079 }
4080
4081 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
4082 {
4083         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
4084         VM_BUG_ON(page->mapping);
4085         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE, false);
4086 }
4087
4088 /*
4089  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
4090  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
4091  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
4092  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
4093  * This may be called prural(2) times in a context,
4094  */
4095
4096 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
4097 {
4098         current->memcg_batch.do_batch++;
4099         /* We can do nest. */
4100         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
4101                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
4102                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
4103                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
4104         }
4105 }
4106
4107 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
4108 {
4109         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
4110
4111         if (!batch->do_batch)
4112                 return;
4113
4114         batch->do_batch--;
4115         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
4116                 return;
4117
4118         if (!batch->memcg)
4119                 return;
4120         /*
4121          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
4122          * bacause we hide charges behind us.
4123          */
4124         if (batch->nr_pages)
4125                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
4126                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
4127         if (batch->memsw_nr_pages)
4128                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
4129                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
4130         memcg_oom_recover(batch->memcg);
4131         /* forget this pointer (for sanity check) */
4132         batch->memcg = NULL;
4133 }
4134
4135 #ifdef CONFIG_SWAP
4136 /*
4137  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
4138  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
4139  */
4140 void
4141 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
4142 {
4143         struct mem_cgroup *memcg;
4144         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
4145
4146         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
4147                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
4148
4149         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype, false);
4150
4151         /*
4152          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
4153          * mem_cgroup_get() was called in uncharge().
4154          */
4155         if (do_swap_account && swapout && memcg)
4156                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
4157 }
4158 #endif
4159
4160 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4161 /*
4162  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
4163  * uncharge "memsw" account.
4164  */
4165 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
4166 {
4167         struct mem_cgroup *memcg;
4168         unsigned short id;
4169
4170         if (!do_swap_account)
4171                 return;
4172
4173         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
4174         rcu_read_lock();
4175         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
4176         if (memcg) {
4177                 /*
4178                  * We uncharge this because swap is freed.
4179                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
4180                  */
4181                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4182                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
4183                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
4184                 mem_cgroup_put(memcg);
4185         }
4186         rcu_read_unlock();
4187 }
4188
4189 /**
4190  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
4191  * @entry: swap entry to be moved
4192  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
4193  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
4194  *
4195  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
4196  * as the mem_cgroup's id of @from.
4197  *
4198  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
4199  *
4200  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
4201  * both res and memsw, and called css_get().
4202  */
4203 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4204                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4205 {
4206         unsigned short old_id, new_id;
4207
4208         old_id = css_id(&from->css);
4209         new_id = css_id(&to->css);
4210
4211         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
4212                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
4213                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
4214                 /*
4215                  * This function is only called from task migration context now.
4216                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
4217                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
4218                  * improvement. But we cannot postpone mem_cgroup_get(to)
4219                  * because if the process that has been moved to @to does
4220                  * swap-in, the refcount of @to might be decreased to 0.
4221                  */
4222                 mem_cgroup_get(to);
4223                 return 0;
4224         }
4225         return -EINVAL;
4226 }
4227 #else
4228 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4229                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4230 {
4231         return -EINVAL;
4232 }
4233 #endif
4234
4235 /*
4236  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
4237  * page belongs to.
4238  */
4239 void mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page, struct page *newpage,
4240                                   struct mem_cgroup **memcgp)
4241 {
4242         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4243         unsigned int nr_pages = 1;
4244         struct page_cgroup *pc;
4245         enum charge_type ctype;
4246
4247         *memcgp = NULL;
4248
4249         if (mem_cgroup_disabled())
4250                 return;
4251
4252         if (PageTransHuge(page))
4253                 nr_pages <<= compound_order(page);
4254
4255         pc = lookup_page_cgroup(page);
4256         lock_page_cgroup(pc);
4257         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4258                 memcg = pc->mem_cgroup;
4259                 css_get(&memcg->css);
4260                 /*
4261                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
4262                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
4263                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
4264                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
4265                  * until end_migration() is called
4266                  *
4267                  * Corner Case Thinking
4268                  * A)
4269                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
4270                  * while migration was ongoing.
4271                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
4272                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
4273                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
4274                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
4275                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
4276                  *
4277                  * B)
4278                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
4279                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
4280                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
4281                  * without charging it again.
4282                  *
4283                  * C)
4284                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
4285                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
4286                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
4287                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
4288                  */
4289                 if (PageAnon(page))
4290                         SetPageCgroupMigration(pc);
4291         }
4292         unlock_page_cgroup(pc);
4293         /*
4294          * If the page is not charged at this point,
4295          * we return here.
4296          */
4297         if (!memcg)
4298                 return;
4299
4300         *memcgp = memcg;
4301         /*
4302          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
4303          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
4304          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
4305          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
4306          */
4307         if (PageAnon(page))
4308                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON;
4309         else
4310                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4311         /*
4312          * The page is committed to the memcg, but it's not actually
4313          * charged to the res_counter since we plan on replacing the
4314          * old one and only one page is going to be left afterwards.
4315          */
4316         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, nr_pages, ctype, false);
4317 }
4318
4319 /* remove redundant charge if migration failed*/
4320 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
4321         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
4322 {
4323         struct page *used, *unused;
4324         struct page_cgroup *pc;
4325         bool anon;
4326
4327         if (!memcg)
4328                 return;
4329
4330         if (!migration_ok) {
4331                 used = oldpage;
4332                 unused = newpage;
4333         } else {
4334                 used = newpage;
4335                 unused = oldpage;
4336         }
4337         anon = PageAnon(used);
4338         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
4339                                      anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON
4340                                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE,
4341                                      true);
4342         css_put(&memcg->css);
4343         /*
4344          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
4345          * of the page goes down to zero, temporarly.
4346          * Clear the flag and check the page should be charged.
4347          */
4348         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4349         lock_page_cgroup(pc);
4350         ClearPageCgroupMigration(pc);
4351         unlock_page_cgroup(pc);
4352
4353         /*
4354          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
4355          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
4356          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
4357          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
4358          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
4359          * check. (see prepare_charge() also)
4360          */
4361         if (anon)
4362                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
4363 }
4364
4365 /*
4366  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
4367  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
4368  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
4369  */
4370 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
4371                                   struct page *newpage)
4372 {
4373         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4374         struct page_cgroup *pc;
4375         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4376
4377         if (mem_cgroup_disabled())
4378                 return;
4379
4380         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4381         /* fix accounting on old pages */
4382         lock_page_cgroup(pc);
4383         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4384                 memcg = pc->mem_cgroup;
4385                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, false, -1);
4386                 ClearPageCgroupUsed(pc);
4387         }
4388         unlock_page_cgroup(pc);
4389
4390         /*
4391          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
4392          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
4393          */
4394         if (!memcg)
4395                 return;
4396         /*
4397          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
4398          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
4399          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
4400          */
4401         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
4402 }
4403
4404 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4405 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
4406 {
4407         struct page_cgroup *pc;
4408
4409         pc = lookup_page_cgroup(page);
4410         /*
4411          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
4412          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
4413          * or when mem_cgroup_disabled().
4414          */
4415         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
4416                 return pc;
4417         return NULL;
4418 }
4419
4420 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
4421 {
4422         if (mem_cgroup_disabled())
4423                 return false;
4424
4425         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
4426 }
4427
4428 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
4429 {
4430         struct page_cgroup *pc;
4431
4432         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
4433         if (pc) {
4434                 pr_alert("pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
4435                          pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
4436         }
4437 }
4438 #endif
4439
4440 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4441                                 unsigned long long val)
4442 {
4443         int retry_count;
4444         u64 memswlimit, memlimit;
4445         int ret = 0;
4446         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4447         u64 curusage, oldusage;
4448         int enlarge;
4449
4450         /*
4451          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
4452          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
4453          * of # of children which we should visit in this loop.
4454          */
4455         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
4456
4457         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4458
4459         enlarge = 0;
4460         while (retry_count) {
4461                 if (signal_pending(current)) {
4462                         ret = -EINTR;
4463                         break;
4464                 }
4465                 /*
4466                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4467                  * open coded manner. You see what this really does.
4468                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4469                  */
4470                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4471                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4472                 if (memswlimit < val) {
4473                         ret = -EINVAL;
4474                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4475                         break;
4476                 }
4477
4478                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4479                 if (memlimit < val)
4480                         enlarge = 1;
4481
4482                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
4483                 if (!ret) {
4484                         if (memswlimit == val)
4485                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4486                         else
4487                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4488                 }
4489                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4490
4491                 if (!ret)
4492                         break;
4493
4494                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4495                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4496                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4497                 /* Usage is reduced ? */
4498                 if (curusage >= oldusage)
4499                         retry_count--;
4500                 else
4501                         oldusage = curusage;
4502         }
4503         if (!ret && enlarge)
4504                 memcg_oom_recover(memcg);
4505
4506         return ret;
4507 }
4508
4509 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4510                                         unsigned long long val)
4511 {
4512         int retry_count;
4513         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
4514         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4515         int ret = -EBUSY;
4516         int enlarge = 0;
4517
4518         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
4519         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4520         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4521         while (retry_count) {
4522                 if (signal_pending(current)) {
4523                         ret = -EINTR;
4524                         break;
4525                 }
4526                 /*
4527                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4528                  * open coded manner. You see what this really does.
4529                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4530                  */
4531                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4532                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4533                 if (memlimit > val) {
4534                         ret = -EINVAL;
4535                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4536                         break;
4537                 }
4538                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4539                 if (memswlimit < val)
4540                         enlarge = 1;
4541                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
4542                 if (!ret) {
4543                         if (memlimit == val)
4544                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4545                         else
4546                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4547                 }
4548                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4549
4550                 if (!ret)
4551                         break;
4552
4553                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4554                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
4555                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4556                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4557                 /* Usage is reduced ? */
4558                 if (curusage >= oldusage)
4559                         retry_count--;
4560                 else
4561                         oldusage = curusage;
4562         }
4563         if (!ret && enlarge)
4564                 memcg_oom_recover(memcg);
4565         return ret;
4566 }
4567
4568 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
4569                                             gfp_t gfp_mask,
4570                                             unsigned long *total_scanned)
4571 {
4572         unsigned long nr_reclaimed = 0;
4573         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
4574         unsigned long reclaimed;
4575         int loop = 0;
4576         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
4577         unsigned long long excess;
4578         unsigned long nr_scanned;
4579
4580         if (order > 0)
4581                 return 0;
4582
4583         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
4584         /*
4585          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
4586          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
4587          * pressure
4588          */
4589         do {
4590                 if (next_mz)
4591                         mz = next_mz;
4592                 else
4593                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4594                 if (!mz)
4595                         break;
4596
4597                 nr_scanned = 0;
4598                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
4599                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
4600                 nr_reclaimed += reclaimed;
4601                 *total_scanned += nr_scanned;
4602                 spin_lock(&mctz->lock);
4603
4604                 /*
4605                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
4606                  * it is time to move on to the next cgroup
4607                  */
4608                 next_mz = NULL;
4609                 if (!reclaimed) {
4610                         do {
4611                                 /*
4612                                  * Loop until we find yet another one.
4613                                  *
4614                                  * By the time we get the soft_limit lock
4615                                  * again, someone might have aded the
4616                                  * group back on the RB tree. Iterate to
4617                                  * make sure we get a different mem.
4618                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
4619                                  * NULL if no other cgroup is present on
4620                                  * the tree
4621                                  */
4622                                 next_mz =
4623                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4624                                 if (next_mz == mz)
4625                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
4626                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
4627                                         break;
4628                         } while (1);
4629                 }
4630                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
4631                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
4632                 /*
4633                  * One school of thought says that we should not add
4634                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
4635                  * But our reclaim could return 0, simply because due
4636                  * to priority we are exposing a smaller subset of
4637                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
4638                  * term TODO.
4639                  */
4640                 /* If excess == 0, no tree ops */
4641                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->memcg, mz, mctz, excess);
4642                 spin_unlock(&mctz->lock);
4643                 css_put(&mz->memcg->css);
4644                 loop++;
4645                 /*
4646                  * Could not reclaim anything and there are no more
4647                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
4648                  * reclaiming anything.
4649                  */
4650                 if (!nr_reclaimed &&
4651                         (next_mz == NULL ||
4652                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
4653                         break;
4654         } while (!nr_reclaimed);
4655         if (next_mz)
4656                 css_put(&next_mz->memcg->css);
4657         return nr_reclaimed;
4658 }
4659
4660 /**
4661  * mem_cgroup_force_empty_list - clears LRU of a group
4662  * @memcg: group to clear
4663  * @node: NUMA node
4664  * @zid: zone id
4665  * @lru: lru to to clear
4666  *
4667  * Traverse a specified page_cgroup list and try to drop them all.  This doesn't
4668  * reclaim the pages page themselves - pages are moved to the parent (or root)
4669  * group.
4670  */
4671 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
4672                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
4673 {
4674         struct lruvec *lruvec;
4675         unsigned long flags;
4676         struct list_head *list;
4677         struct page *busy;
4678         struct zone *zone;
4679
4680         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
4681         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
4682         list = &lruvec->lists[lru];
4683
4684         busy = NULL;
4685         do {
4686                 struct page_cgroup *pc;
4687                 struct page *page;
4688
4689                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
4690                 if (list_empty(list)) {
4691                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4692                         break;
4693                 }
4694                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
4695                 if (busy == page) {
4696                         list_move(&page->lru, list);
4697                         busy = NULL;
4698                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4699                         continue;
4700                 }
4701                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4702
4703                 pc = lookup_page_cgroup(page);
4704
4705                 if (mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg)) {
4706                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
4707                         busy = page;
4708                         cond_resched();
4709                 } else
4710                         busy = NULL;
4711         } while (!list_empty(list));
4712 }
4713
4714 /*
4715  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task by moving
4716  * all the charges and pages to the parent.
4717  * This enables deleting this mem_cgroup.
4718  *
4719  * Caller is responsible for holding css reference on the memcg.
4720  */
4721 static void mem_cgroup_reparent_charges(struct mem_cgroup *memcg)
4722 {
4723         int node, zid;
4724         u64 usage;
4725
4726         do {
4727                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
4728                 lru_add_drain_all();
4729                 drain_all_stock_sync(memcg);
4730                 mem_cgroup_start_move(memcg);
4731                 for_each_node_state(node, N_MEMORY) {
4732                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4733                                 enum lru_list lru;
4734                                 for_each_lru(lru) {
4735                                         mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
4736                                                         node, zid, lru);
4737                                 }
4738                         }
4739                 }
4740                 mem_cgroup_end_move(memcg);
4741                 memcg_oom_recover(memcg);
4742                 cond_resched();
4743
4744                 /*
4745                  * Kernel memory may not necessarily be trackable to a specific
4746                  * process. So they are not migrated, and therefore we can't
4747                  * expect their value to drop to 0 here.
4748                  * Having res filled up with kmem only is enough.
4749                  *
4750                  * This is a safety check because mem_cgroup_force_empty_list
4751                  * could have raced with mem_cgroup_replace_page_cache callers
4752                  * so the lru seemed empty but the page could have been added
4753                  * right after the check. RES_USAGE should be safe as we always
4754                  * charge before adding to the LRU.
4755                  */
4756                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) -
4757                         res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE);
4758         } while (usage > 0);
4759 }
4760
4761 /*
4762  * This mainly exists for tests during the setting of set of use_hierarchy.
4763  * Since this is the very setting we are changing, the current hierarchy value
4764  * is meaningless
4765  */
4766 static inline bool __memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4767 {
4768         struct cgroup *pos;
4769
4770         /* bounce at first found */
4771         cgroup_for_each_child(pos, memcg->css.cgroup)
4772                 return true;
4773         return false;
4774 }
4775
4776 /*
4777  * Must be called with memcg_create_mutex held, unless the cgroup is guaranteed
4778  * to be already dead (as in mem_cgroup_force_empty, for instance).  This is
4779  * from mem_cgroup_count_children(), in the sense that we don't really care how
4780  * many children we have; we only need to know if we have any.  It also counts
4781  * any memcg without hierarchy as infertile.
4782  */
4783 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4784 {
4785         return memcg->use_hierarchy && __memcg_has_children(memcg);
4786 }
4787
4788 /*
4789  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
4790  * the rest to the parent.
4791  *
4792  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
4793  */
4794 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
4795 {
4796         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4797         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
4798
4799         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
4800         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
4801                 return -EBUSY;
4802
4803         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
4804         lru_add_drain_all();
4805         /* try to free all pages in this cgroup */
4806         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
4807                 int progress;
4808
4809                 if (signal_pending(current))
4810                         return -EINTR;
4811
4812                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
4813                                                 false);
4814                 if (!progress) {
4815                         nr_retries--;
4816                         /* maybe some writeback is necessary */
4817                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
4818                 }
4819
4820         }
4821         lru_add_drain();
4822         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
4823
4824         return 0;
4825 }
4826
4827 static int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup *cont, unsigned int event)
4828 {
4829         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4830         int ret;
4831
4832         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
4833                 return -EINVAL;
4834         css_get(&memcg->css);
4835         ret = mem_cgroup_force_empty(memcg);
4836         css_put(&memcg->css);
4837
4838         return ret;
4839 }
4840
4841
4842 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
4843 {
4844         return mem_cgroup_from_cont(cont)->use_hierarchy;
4845 }
4846
4847 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
4848                                         u64 val)
4849 {
4850         int retval = 0;
4851         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4852         struct cgroup *parent = cont->parent;
4853         struct mem_cgroup *parent_memcg = NULL;
4854
4855         if (parent)
4856                 parent_memcg = mem_cgroup_from_cont(parent);
4857
4858         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4859
4860         if (memcg->use_hierarchy == val)
4861                 goto out;
4862
4863         /*
4864          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
4865          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
4866          * occur, provided the current cgroup has no children.
4867          *
4868          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
4869          * set if there are no children.
4870          */
4871         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
4872                                 (val == 1 || val == 0)) {
4873                 if (!__memcg_has_children(memcg))
4874                         memcg->use_hierarchy = val;
4875                 else
4876                         retval = -EBUSY;
4877         } else
4878                 retval = -EINVAL;
4879
4880 out:
4881         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4882
4883         return retval;
4884 }
4885
4886
4887 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
4888                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
4889 {
4890         struct mem_cgroup *iter;
4891         long val = 0;
4892
4893         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
4894         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4895                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
4896
4897         if (val < 0) /* race ? */
4898                 val = 0;
4899         return val;
4900 }
4901
4902 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4903 {
4904         u64 val;
4905
4906         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
4907                 if (!swap)
4908                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4909                 else
4910                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4911         }
4912
4913         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
4914         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
4915
4916         if (swap)
4917                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
4918
4919         return val << PAGE_SHIFT;
4920 }
4921
4922 static ssize_t mem_cgroup_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
4923                                struct file *file, char __user *buf,
4924                                size_t nbytes, loff_t *ppos)
4925 {
4926         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4927         char str[64];
4928         u64 val;
4929         int name, len;
4930         enum res_type type;
4931
4932         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4933         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
4934
4935         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
4936                 return -EOPNOTSUPP;
4937
4938         switch (type) {
4939         case _MEM:
4940                 if (name == RES_USAGE)
4941                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4942                 else
4943                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
4944                 break;
4945         case _MEMSWAP:
4946                 if (name == RES_USAGE)
4947                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4948                 else
4949                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
4950                 break;
4951         case _KMEM:
4952                 val = res_counter_read_u64(&memcg->kmem, name);
4953                 break;
4954         default:
4955                 BUG();
4956         }
4957
4958         len = scnprintf(str, sizeof(str), "%llu\n", (unsigned long long)val);
4959         return simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, str, len);
4960 }
4961
4962 static int memcg_update_kmem_limit(struct cgroup *cont, u64 val)
4963 {
4964         int ret = -EINVAL;
4965 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4966         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4967         /*
4968          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
4969          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
4970          * already joined.
4971          *
4972          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
4973          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
4974          * place, which makes the value quite meaningless.
4975          *
4976          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
4977          * of course permitted.
4978          */
4979         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4980         mutex_lock(&set_limit_mutex);
4981         if (!memcg->kmem_account_flags && val != RESOURCE_MAX) {
4982                 if (cgroup_task_count(cont) || memcg_has_children(memcg)) {
4983                         ret = -EBUSY;
4984                         goto out;
4985                 }
4986                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
4987                 VM_BUG_ON(ret);
4988
4989                 ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
4990                 if (ret) {
4991                         res_counter_set_limit(&memcg->kmem, RESOURCE_MAX);
4992                         goto out;
4993                 }
4994                 static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
4995                 /*
4996                  * setting the active bit after the inc will guarantee no one
4997                  * starts accounting before all call sites are patched
4998                  */
4999                 memcg_kmem_set_active(memcg);
5000
5001                 /*
5002                  * kmem charges can outlive the cgroup. In the case of slab
5003                  * pages, for instance, a page contain objects from various
5004                  * processes, so it is unfeasible to migrate them away. We
5005                  * need to reference count the memcg because of that.
5006                  */
5007                 mem_cgroup_get(memcg);
5008         } else
5009                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
5010 out:
5011         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
5012         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5013 #endif
5014         return ret;
5015 }
5016
5017 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5018 {
5019         int ret = 0;
5020         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5021         if (!parent)
5022                 goto out;
5023
5024         memcg->kmem_account_flags = parent->kmem_account_flags;
5025 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5026         /*
5027          * When that happen, we need to disable the static branch only on those
5028          * memcgs that enabled it. To achieve this, we would be forced to
5029          * complicate the code by keeping track of which memcgs were the ones
5030          * that actually enabled limits, and which ones got it from its
5031          * parents.
5032          *
5033          * It is a lot simpler just to do static_key_slow_inc() on every child
5034          * that is accounted.
5035          */
5036         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5037                 goto out;
5038
5039         /*
5040          * destroy(), called if we fail, will issue static_key_slow_inc() and
5041          * mem_cgroup_put() if kmem is enabled. We have to either call them
5042          * unconditionally, or clear the KMEM_ACTIVE flag. I personally find
5043          * this more consistent, since it always leads to the same destroy path
5044          */
5045         mem_cgroup_get(memcg);
5046         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5047
5048         mutex_lock(&set_limit_mutex);
5049         ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
5050         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
5051 #endif
5052 out:
5053         return ret;
5054 }
5055
5056 /*
5057  * The user of this function is...
5058  * RES_LIMIT.
5059  */
5060 static int mem_cgroup_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5061                             const char *buffer)
5062 {
5063         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5064         enum res_type type;
5065         int name;
5066         unsigned long long val;
5067         int ret;
5068
5069         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5070         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5071
5072         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
5073                 return -EOPNOTSUPP;
5074
5075         switch (name) {
5076         case RES_LIMIT:
5077                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
5078                         ret = -EINVAL;
5079                         break;
5080                 }
5081                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
5082                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5083                 if (ret)
5084                         break;
5085                 if (type == _MEM)
5086                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
5087                 else if (type == _MEMSWAP)
5088                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
5089                 else if (type == _KMEM)
5090                         ret = memcg_update_kmem_limit(cont, val);
5091                 else
5092                         return -EINVAL;
5093                 break;
5094         case RES_SOFT_LIMIT:
5095                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5096                 if (ret)
5097                         break;
5098                 /*
5099                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
5100                  * of semantics, for now, we support soft limits for
5101                  * control without swap
5102                  */
5103                 if (type == _MEM)
5104                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
5105                 else
5106                         ret = -EINVAL;
5107                 break;
5108         default:
5109                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
5110                 break;
5111         }
5112         return ret;
5113 }
5114
5115 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
5116                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
5117 {
5118         struct cgroup *cgroup;
5119         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
5120
5121         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5122         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5123         cgroup = memcg->css.cgroup;
5124         if (!memcg->use_hierarchy)
5125                 goto out;
5126
5127         while (cgroup->parent) {
5128                 cgroup = cgroup->parent;
5129                 memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
5130                 if (!memcg->use_hierarchy)
5131                         break;
5132                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5133                 min_limit = min(min_limit, tmp);
5134                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5135                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
5136         }
5137 out:
5138         *mem_limit = min_limit;
5139         *memsw_limit = min_memsw_limit;
5140 }
5141
5142 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup *cont, unsigned int event)
5143 {
5144         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5145         int name;
5146         enum res_type type;
5147
5148         type = MEMFILE_TYPE(event);
5149         name = MEMFILE_ATTR(event);
5150
5151         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
5152                 return -EOPNOTSUPP;
5153
5154         switch (name) {
5155         case RES_MAX_USAGE:
5156                 if (type == _MEM)
5157                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
5158                 else if (type == _MEMSWAP)
5159                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
5160                 else if (type == _KMEM)
5161                         res_counter_reset_max(&memcg->kmem);
5162                 else
5163                         return -EINVAL;
5164                 break;
5165         case RES_FAILCNT:
5166                 if (type == _MEM)
5167                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
5168                 else if (type == _MEMSWAP)
5169                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
5170                 else if (type == _KMEM)
5171                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->kmem);
5172                 else
5173                         return -EINVAL;
5174                 break;
5175         }
5176
5177         return 0;
5178 }
5179
5180 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup *cgrp,
5181                                         struct cftype *cft)
5182 {
5183         return mem_cgroup_from_cont(cgrp)->move_charge_at_immigrate;
5184 }
5185
5186 #ifdef CONFIG_MMU
5187 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
5188                                         struct cftype *cft, u64 val)
5189 {
5190         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5191
5192         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
5193                 return -EINVAL;
5194
5195         /*
5196          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
5197          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
5198          * on with stale data. This means that changes to this value will only
5199          * affect task migrations starting after the change.
5200          */
5201         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
5202         return 0;
5203 }
5204 #else
5205 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
5206                                         struct cftype *cft, u64 val)
5207 {
5208         return -ENOSYS;
5209 }
5210 #endif
5211
5212 #ifdef CONFIG_NUMA
5213 static int memcg_numa_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5214                                       struct seq_file *m)
5215 {
5216         int nid;
5217         unsigned long total_nr, file_nr, anon_nr, unevictable_nr;
5218         unsigned long node_nr;
5219         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5220
5221         total_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL);
5222         seq_printf(m, "total=%lu", total_nr);
5223         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5224                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL);
5225                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5226         }
5227         seq_putc(m, '\n');
5228
5229         file_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_FILE);
5230         seq_printf(m, "file=%lu", file_nr);
5231         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5232                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5233                                 LRU_ALL_FILE);
5234                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5235         }
5236         seq_putc(m, '\n');
5237
5238         anon_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_ANON);
5239         seq_printf(m, "anon=%lu", anon_nr);
5240         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5241                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5242                                 LRU_ALL_ANON);
5243                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5244         }
5245         seq_putc(m, '\n');
5246
5247         unevictable_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
5248         seq_printf(m, "unevictable=%lu", unevictable_nr);
5249         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5250                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5251                                 BIT(LRU_UNEVICTABLE));
5252                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5253         }
5254         seq_putc(m, '\n');
5255         return 0;
5256 }
5257 #endif /* CONFIG_NUMA */
5258
5259 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
5260 {
5261         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
5262 }
5263
5264 static int memcg_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5265                                  struct seq_file *m)
5266 {
5267         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5268         struct mem_cgroup *mi;
5269         unsigned int i;
5270
5271         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5272                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5273                         continue;
5274                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
5275                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
5276         }
5277
5278         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
5279                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
5280                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
5281
5282         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
5283                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
5284                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
5285
5286         /* Hierarchical information */
5287         {
5288                 unsigned long long limit, memsw_limit;
5289                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
5290                 seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n", limit);
5291                 if (do_swap_account)
5292                         seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
5293                                    memsw_limit);
5294         }
5295
5296         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5297                 long long val = 0;
5298
5299                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5300                         continue;
5301                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5302                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
5303                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
5304         }
5305
5306         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
5307                 unsigned long long val = 0;
5308
5309                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5310                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
5311                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
5312                            mem_cgroup_events_names[i], val);
5313         }
5314
5315         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
5316                 unsigned long long val = 0;
5317
5318                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5319                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
5320                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
5321         }
5322
5323 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5324         {
5325                 int nid, zid;
5326                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5327                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
5328                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
5329                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
5330
5331                 for_each_online_node(nid)
5332                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
5333                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
5334                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
5335
5336                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
5337                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
5338                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
5339                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
5340                         }
5341                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
5342                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
5343                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
5344                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
5345         }
5346 #endif
5347
5348         return 0;
5349 }
5350
5351 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
5352 {
5353         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5354
5355         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
5356 }
5357
5358 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
5359                                        u64 val)
5360 {
5361         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5362         struct mem_cgroup *parent;
5363
5364         if (val > 100)
5365                 return -EINVAL;
5366
5367         if (cgrp->parent == NULL)
5368                 return -EINVAL;
5369
5370         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
5371
5372         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5373
5374         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
5375         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5376                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5377                 return -EINVAL;
5378         }
5379
5380         memcg->swappiness = val;
5381
5382         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5383
5384         return 0;
5385 }
5386
5387 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5388 {
5389         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
5390         u64 usage;
5391         int i;
5392
5393         rcu_read_lock();
5394         if (!swap)
5395                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
5396         else
5397                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
5398
5399         if (!t)
5400                 goto unlock;
5401
5402         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
5403
5404         /*
5405          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
5406          * If it's not true, a threshold was crossed after last
5407          * call of __mem_cgroup_threshold().
5408          */
5409         i = t->current_threshold;
5410
5411         /*
5412          * Iterate backward over array of thresholds starting from
5413          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
5414          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
5415          * only one element of the array here.
5416          */
5417         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
5418                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5419
5420         /* i = current_threshold + 1 */
5421         i++;
5422
5423         /*
5424          * Iterate forward over array of thresholds starting from
5425          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
5426          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
5427          * only one element of the array here.
5428          */
5429         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
5430                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5431
5432         /* Update current_threshold */
5433         t->current_threshold = i - 1;
5434 unlock:
5435         rcu_read_unlock();
5436 }
5437
5438 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
5439 {
5440         while (memcg) {
5441                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
5442                 if (do_swap_account)
5443                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
5444
5445                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5446         }
5447 }
5448
5449 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
5450 {
5451         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
5452         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
5453
5454         return _a->threshold - _b->threshold;
5455 }
5456
5457 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
5458 {
5459         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
5460
5461         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
5462                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
5463         return 0;
5464 }
5465
5466 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
5467 {
5468         struct mem_cgroup *iter;
5469
5470         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5471                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
5472 }
5473
5474 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup *cgrp,
5475         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5476 {
5477         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5478         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5479         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5480         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5481         u64 threshold, usage;
5482         int i, size, ret;
5483
5484         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
5485         if (ret)
5486                 return ret;
5487
5488         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5489
5490         if (type == _MEM)
5491                 thresholds = &memcg->thresholds;
5492         else if (type == _MEMSWAP)
5493                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5494         else
5495                 BUG();
5496
5497         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5498
5499         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
5500         if (thresholds->primary)
5501                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5502
5503         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
5504
5505         /* Allocate memory for new array of thresholds */
5506         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5507                         GFP_KERNEL);
5508         if (!new) {
5509                 ret = -ENOMEM;
5510                 goto unlock;
5511         }
5512         new->size = size;
5513
5514         /* Copy thresholds (if any) to new array */
5515         if (thresholds->primary) {
5516                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
5517                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
5518         }
5519
5520         /* Add new threshold */
5521         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
5522         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
5523
5524         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
5525         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5526                         compare_thresholds, NULL);
5527
5528         /* Find current threshold */
5529         new->current_threshold = -1;
5530         for (i = 0; i < size; i++) {
5531                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
5532                         /*
5533                          * new->current_threshold will not be used until
5534                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5535                          * it here.
5536                          */
5537                         ++new->current_threshold;
5538                 } else
5539                         break;
5540         }
5541
5542         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
5543         kfree(thresholds->spare);
5544         thresholds->spare = thresholds->primary;
5545
5546         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5547
5548         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5549         synchronize_rcu();
5550
5551 unlock:
5552         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5553
5554         return ret;
5555 }
5556
5557 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
5558         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5559 {
5560         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5561         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5562         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5563         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5564         u64 usage;
5565         int i, j, size;
5566
5567         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5568         if (type == _MEM)
5569                 thresholds = &memcg->thresholds;
5570         else if (type == _MEMSWAP)
5571                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5572         else
5573                 BUG();
5574
5575         if (!thresholds->primary)
5576                 goto unlock;
5577
5578         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5579
5580         /* Check if a threshold crossed before removing */
5581         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5582
5583         /* Calculate new number of threshold */
5584         size = 0;
5585         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5586                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
5587                         size++;
5588         }
5589
5590         new = thresholds->spare;
5591
5592         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
5593         if (!size) {
5594                 kfree(new);
5595                 new = NULL;
5596                 goto swap_buffers;
5597         }
5598
5599         new->size = size;
5600
5601         /* Copy thresholds and find current threshold */
5602         new->current_threshold = -1;
5603         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5604                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
5605                         continue;
5606
5607                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
5608                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
5609                         /*
5610                          * new->current_threshold will not be used
5611                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5612                          * it here.
5613                          */
5614                         ++new->current_threshold;
5615                 }
5616                 j++;
5617         }
5618
5619 swap_buffers:
5620         /* Swap primary and spare array */
5621         thresholds->spare = thresholds->primary;
5622         /* If all events are unregistered, free the spare array */
5623         if (!new) {
5624                 kfree(thresholds->spare);
5625                 thresholds->spare = NULL;
5626         }
5627
5628         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5629
5630         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5631         synchronize_rcu();
5632 unlock:
5633         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5634 }
5635
5636 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup *cgrp,
5637         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5638 {
5639         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5640         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
5641         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5642
5643         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5644         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5645         if (!event)
5646                 return -ENOMEM;
5647
5648         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5649
5650         event->eventfd = eventfd;
5651         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
5652
5653         /* already in OOM ? */
5654         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5655                 eventfd_signal(eventfd, 1);
5656         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5657
5658         return 0;
5659 }
5660
5661 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
5662         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5663 {
5664         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5665         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
5666         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5667
5668         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5669
5670         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5671
5672         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
5673                 if (ev->eventfd == eventfd) {
5674                         list_del(&ev->list);
5675                         kfree(ev);
5676                 }
5677         }
5678
5679         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5680 }
5681
5682 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup *cgrp,
5683         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
5684 {
5685         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5686
5687         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", memcg->oom_kill_disable);
5688
5689         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5690                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
5691         else
5692                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
5693         return 0;
5694 }
5695
5696 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup *cgrp,
5697         struct cftype *cft, u64 val)
5698 {
5699         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5700         struct mem_cgroup *parent;
5701
5702         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
5703         if (!cgrp->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
5704                 return -EINVAL;
5705
5706         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
5707
5708         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5709         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
5710         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5711                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5712                 return -EINVAL;
5713         }
5714         memcg->oom_kill_disable = val;
5715         if (!val)
5716                 memcg_oom_recover(memcg);
5717         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5718         return 0;
5719 }
5720
5721 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5722 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5723 {
5724         int ret;
5725
5726         memcg->kmemcg_id = -1;
5727         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
5728         if (ret)
5729                 return ret;
5730
5731         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
5732 };
5733
5734 static void kmem_cgroup_destroy(struct mem_cgroup *memcg)
5735 {
5736         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
5737
5738         memcg_kmem_mark_dead(memcg);
5739
5740         if (res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0)
5741                 return;
5742
5743         /*
5744          * Charges already down to 0, undo mem_cgroup_get() done in the charge
5745          * path here, being careful not to race with memcg_uncharge_kmem: it is
5746          * possible that the charges went down to 0 between mark_dead and the
5747          * res_counter read, so in that case, we don't need the put
5748          */
5749         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
5750                 mem_cgroup_put(memcg);
5751 }
5752 #else
5753 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5754 {
5755         return 0;
5756 }
5757
5758 static void kmem_cgroup_destroy(struct mem_cgroup *memcg)
5759 {
5760 }
5761 #endif
5762
5763 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
5764         {
5765                 .name = "usage_in_bytes",
5766                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
5767                 .read = mem_cgroup_read,
5768                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
5769                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
5770         },
5771         {
5772                 .name = "max_usage_in_bytes",
5773                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
5774                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5775                 .read = mem_cgroup_read,
5776         },
5777         {
5778                 .name = "limit_in_bytes",
5779                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
5780                 .write_string = mem_cgroup_write,
5781                 .read = mem_cgroup_read,
5782         },
5783         {
5784                 .name = "soft_limit_in_bytes",
5785                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
5786                 .write_string = mem_cgroup_write,
5787                 .read = mem_cgroup_read,
5788         },
5789         {
5790                 .name = "failcnt",
5791                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
5792                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5793                 .read = mem_cgroup_read,
5794         },
5795         {
5796                 .name = "stat",
5797                 .read_seq_string = memcg_stat_show,
5798         },
5799         {
5800                 .name = "force_empty",
5801                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
5802         },
5803         {
5804                 .name = "use_hierarchy",
5805                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
5806                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
5807         },
5808         {
5809                 .name = "swappiness",
5810                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
5811                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
5812         },
5813         {
5814                 .name = "move_charge_at_immigrate",
5815                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
5816                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
5817         },
5818         {
5819                 .name = "oom_control",
5820                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
5821                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
5822                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
5823                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
5824                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
5825         },
5826 #ifdef CONFIG_NUMA
5827         {
5828                 .name = "numa_stat",
5829                 .read_seq_string = memcg_numa_stat_show,
5830         },
5831 #endif
5832 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5833         {
5834                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
5835                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
5836                 .write_string = mem_cgroup_write,
5837                 .read = mem_cgroup_read,
5838         },
5839         {
5840                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
5841                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
5842                 .read = mem_cgroup_read,
5843         },
5844         {
5845                 .name = "kmem.failcnt",
5846                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
5847                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5848                 .read = mem_cgroup_read,
5849         },
5850         {
5851                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
5852                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
5853                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5854                 .read = mem_cgroup_read,
5855         },
5856 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5857         {
5858                 .name = "kmem.slabinfo",
5859                 .read_seq_string = mem_cgroup_slabinfo_read,
5860         },
5861 #endif
5862 #endif
5863         { },    /* terminate */
5864 };
5865
5866 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5867 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
5868         {
5869                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
5870                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
5871                 .read = mem_cgroup_read,
5872                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
5873                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
5874         },
5875         {
5876                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
5877                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
5878                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5879                 .read = mem_cgroup_read,
5880         },
5881         {
5882                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
5883                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
5884                 .write_string = mem_cgroup_write,
5885                 .read = mem_cgroup_read,
5886         },
5887         {
5888                 .name = "memsw.failcnt",
5889                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
5890                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5891                 .read = mem_cgroup_read,
5892         },
5893         { },    /* terminate */
5894 };
5895 #endif
5896 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5897 {
5898         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5899         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5900         int zone, tmp = node;
5901         /*
5902          * This routine is called against possible nodes.
5903          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
5904          *
5905          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
5906          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
5907          *       function.
5908          */
5909         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5910                 tmp = -1;
5911         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
5912         if (!pn)
5913                 return 1;
5914
5915         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
5916                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
5917                 lruvec_init(&mz->lruvec);
5918                 mz->usage_in_excess = 0;
5919                 mz->on_tree = false;
5920                 mz->memcg = memcg;
5921         }
5922         memcg->info.nodeinfo[node] = pn;
5923         return 0;
5924 }
5925
5926 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5927 {
5928         kfree(memcg->info.nodeinfo[node]);
5929 }
5930
5931 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
5932 {
5933         struct mem_cgroup *memcg;
5934         size_t size = memcg_size();
5935
5936         /* Can be very big if nr_node_ids is very big */
5937         if (size < PAGE_SIZE)
5938                 memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
5939         else
5940                 memcg = vzalloc(size);
5941
5942         if (!memcg)
5943                 return NULL;
5944
5945         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
5946         if (!memcg->stat)
5947                 goto out_free;
5948         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
5949         return memcg;
5950
5951 out_free:
5952         if (size < PAGE_SIZE)
5953                 kfree(memcg);
5954         else
5955                 vfree(memcg);
5956         return NULL;
5957 }
5958
5959 /*
5960  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
5961  * (scanning all at force_empty is too costly...)
5962  *
5963  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
5964  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
5965  * it goes down to 0.
5966  *
5967  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
5968  */
5969
5970 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5971 {
5972         int node;
5973         size_t size = memcg_size();
5974
5975         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
5976         free_css_id(&mem_cgroup_subsys, &memcg->css);
5977
5978         for_each_node(node)
5979                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
5980
5981         free_percpu(memcg->stat);
5982
5983         /*
5984          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
5985          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
5986          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
5987          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
5988          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
5989          *
5990          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
5991          * to move this code around, and make sure it is outside
5992          * the cgroup_lock.
5993          */
5994         disarm_static_keys(memcg);
5995         if (size < PAGE_SIZE)
5996                 kfree(memcg);
5997         else
5998                 vfree(memcg);
5999 }
6000
6001
6002 /*
6003  * Helpers for freeing a kmalloc()ed/vzalloc()ed mem_cgroup by RCU,
6004  * but in process context.  The work_freeing structure is overlaid
6005  * on the rcu_freeing structure, which itself is overlaid on memsw.
6006  */
6007 static void free_work(struct work_struct *work)
6008 {
6009         struct mem_cgroup *memcg;
6010
6011         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, work_freeing);
6012         __mem_cgroup_free(memcg);
6013 }
6014
6015 static void free_rcu(struct rcu_head *rcu_head)
6016 {
6017         struct mem_cgroup *memcg;
6018
6019         memcg = container_of(rcu_head, struct mem_cgroup, rcu_freeing);
6020         INIT_WORK(&memcg->work_freeing, free_work);
6021         schedule_work(&memcg->work_freeing);
6022 }
6023
6024 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg)
6025 {
6026         atomic_inc(&memcg->refcnt);
6027 }
6028
6029 static void __mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg, int count)
6030 {
6031         if (atomic_sub_and_test(count, &memcg->refcnt)) {
6032                 struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
6033                 call_rcu(&memcg->rcu_freeing, free_rcu);
6034                 if (parent)
6035                         mem_cgroup_put(parent);
6036         }
6037 }
6038
6039 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg)
6040 {
6041         __mem_cgroup_put(memcg, 1);
6042 }
6043
6044 /*
6045  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
6046  */
6047 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
6048 {
6049         if (!memcg->res.parent)
6050                 return NULL;
6051         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
6052 }
6053 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
6054
6055 static void __init mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
6056 {
6057         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
6058         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
6059         int tmp, node, zone;
6060
6061         for_each_node(node) {
6062                 tmp = node;
6063                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6064                         tmp = -1;
6065                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
6066                 BUG_ON(!rtpn);
6067
6068                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
6069
6070                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6071                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
6072                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
6073                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
6074                 }
6075         }
6076 }
6077
6078 static struct cgroup_subsys_state * __ref
6079 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup *cont)
6080 {
6081         struct mem_cgroup *memcg;
6082         long error = -ENOMEM;
6083         int node;
6084
6085         memcg = mem_cgroup_alloc();
6086         if (!memcg)
6087                 return ERR_PTR(error);
6088
6089         for_each_node(node)
6090                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
6091                         goto free_out;
6092
6093         /* root ? */
6094         if (cont->parent == NULL) {
6095                 int cpu;
6096
6097                 root_mem_cgroup = memcg;
6098                 for_each_possible_cpu(cpu) {
6099                         struct memcg_stock_pcp *stock =
6100                                                 &per_cpu(memcg_stock, cpu);
6101                         INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
6102                 }
6103
6104                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6105                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6106                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6107         }
6108
6109         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
6110         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
6111         atomic_set(&memcg->refcnt, 1);
6112         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
6113         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
6114         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
6115
6116         return &memcg->css;
6117
6118 free_out:
6119         __mem_cgroup_free(memcg);
6120         return ERR_PTR(error);
6121 }
6122
6123 static int
6124 mem_cgroup_css_online(struct cgroup *cont)
6125 {
6126         struct mem_cgroup *memcg, *parent;
6127         int error = 0;
6128
6129         if (!cont->parent)
6130                 return 0;
6131
6132         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
6133         memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
6134         parent = mem_cgroup_from_cont(cont->parent);
6135
6136         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
6137         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
6138         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
6139
6140         if (parent->use_hierarchy) {
6141                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
6142                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
6143                 res_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
6144
6145                 /*
6146                  * We increment refcnt of the parent to ensure that we can
6147                  * safely access it on res_counter_charge/uncharge.
6148                  * This refcnt will be decremented when freeing this
6149                  * mem_cgroup(see mem_cgroup_put).
6150                  */
6151                 mem_cgroup_get(parent);
6152         } else {
6153                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6154                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6155                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6156                 /*
6157                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
6158                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
6159                  * unfortunate state in our controller.
6160                  */
6161                 if (parent != root_mem_cgroup)
6162                         mem_cgroup_subsys.broken_hierarchy = true;
6163         }
6164
6165         error = memcg_init_kmem(memcg, &mem_cgroup_subsys);
6166         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
6167         if (error) {
6168                 /*
6169                  * We call put now because our (and parent's) refcnts
6170                  * are already in place. mem_cgroup_put() will internally
6171                  * call __mem_cgroup_free, so return directly
6172                  */
6173                 mem_cgroup_put(memcg);
6174                 if (parent->use_hierarchy)
6175                         mem_cgroup_put(parent);
6176         }
6177         return error;
6178 }
6179
6180 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup *cont)
6181 {
6182         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
6183
6184         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
6185         mem_cgroup_destroy_all_caches(memcg);
6186 }
6187
6188 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup *cont)
6189 {
6190         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
6191
6192         kmem_cgroup_destroy(memcg);
6193
6194         mem_cgroup_put(memcg);
6195 }
6196
6197 #ifdef CONFIG_MMU
6198 /* Handlers for move charge at task migration. */
6199 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
6200 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
6201 {
6202         int ret = 0;
6203         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6204         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
6205
6206         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6207                 mc.precharge += count;
6208                 /* we don't need css_get for root */
6209                 return ret;
6210         }
6211         /* try to charge at once */
6212         if (count > 1) {
6213                 struct res_counter *dummy;
6214                 /*
6215                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
6216                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
6217                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
6218                  * css_get().
6219                  */
6220                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
6221                         goto one_by_one;
6222                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
6223                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
6224                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
6225                         goto one_by_one;
6226                 }
6227                 mc.precharge += count;
6228                 return ret;
6229         }
6230 one_by_one:
6231         /* fall back to one by one charge */
6232         while (count--) {
6233                 if (signal_pending(current)) {
6234                         ret = -EINTR;
6235                         break;
6236                 }
6237                 if (!batch_count--) {
6238                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6239                         cond_resched();
6240                 }
6241                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
6242                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
6243                 if (ret)
6244                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
6245                         return ret;
6246                 mc.precharge++;
6247         }
6248         return ret;
6249 }
6250
6251 /**
6252  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
6253  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
6254  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
6255  * @ptent: the pte to be checked
6256  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
6257  *
6258  * Returns
6259  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
6260  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
6261  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
6262  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
6263  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
6264  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
6265  *     in target->ent.
6266  *
6267  * Called with pte lock held.
6268  */
6269 union mc_target {
6270         struct page     *page;
6271         swp_entry_t     ent;
6272 };
6273
6274 enum mc_target_type {
6275         MC_TARGET_NONE = 0,
6276         MC_TARGET_PAGE,
6277         MC_TARGET_SWAP,
6278 };
6279
6280 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
6281                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
6282 {
6283         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
6284
6285         if (!page || !page_mapped(page))
6286                 return NULL;
6287         if (PageAnon(page)) {
6288                 /* we don't move shared anon */
6289                 if (!move_anon())
6290                         return NULL;
6291         } else if (!move_file())
6292                 /* we ignore mapcount for file pages */
6293                 return NULL;
6294         if (!get_page_unless_zero(page))
6295                 return NULL;
6296
6297         return page;
6298 }
6299
6300 #ifdef CONFIG_SWAP
6301 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6302                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6303 {
6304         struct page *page = NULL;
6305         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
6306
6307         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
6308                 return NULL;
6309         /*
6310          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
6311          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
6312          */
6313         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
6314         if (do_swap_account)
6315                 entry->val = ent.val;
6316
6317         return page;
6318 }
6319 #else
6320 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6321                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6322 {
6323         return NULL;
6324 }
6325 #endif
6326
6327 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
6328                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6329 {
6330         struct page *page = NULL;
6331         struct address_space *mapping;
6332         pgoff_t pgoff;
6333
6334         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
6335                 return NULL;
6336         if (!move_file())
6337                 return NULL;
6338
6339         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
6340         if (pte_none(ptent))
6341                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
6342         else /* pte_file(ptent) is true */
6343                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
6344
6345         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
6346         page = find_get_page(mapping, pgoff);
6347
6348 #ifdef CONFIG_SWAP
6349         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
6350         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
6351                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
6352                 if (do_swap_account)
6353                         *entry = swap;
6354                 page = find_get_page(swap_address_space(swap), swap.val);
6355         }
6356 #endif
6357         return page;
6358 }
6359
6360 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
6361                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
6362 {
6363         struct page *page = NULL;
6364         struct page_cgroup *pc;
6365         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6366         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
6367
6368         if (pte_present(ptent))
6369                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
6370         else if (is_swap_pte(ptent))
6371                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6372         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
6373                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6374
6375         if (!page && !ent.val)
6376                 return ret;
6377         if (page) {
6378                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6379                 /*
6380                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
6381                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
6382                  * the lock.
6383                  */
6384                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6385                         ret = MC_TARGET_PAGE;
6386                         if (target)
6387                                 target->page = page;
6388                 }
6389                 if (!ret || !target)
6390                         put_page(page);
6391         }
6392         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
6393         if (ent.val && !ret &&
6394                         css_id(&mc.from->css) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
6395                 ret = MC_TARGET_SWAP;
6396                 if (target)
6397                         target->ent = ent;
6398         }
6399         return ret;
6400 }
6401
6402 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
6403 /*
6404  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
6405  * support them for now.
6406  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
6407  */
6408 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6409                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6410 {
6411         struct page *page = NULL;
6412         struct page_cgroup *pc;
6413         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6414
6415         page = pmd_page(pmd);
6416         VM_BUG_ON(!page || !PageHead(page));
6417         if (!move_anon())
6418                 return ret;
6419         pc = lookup_page_cgroup(page);
6420         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6421                 ret = MC_TARGET_PAGE;
6422                 if (target) {
6423                         get_page(page);
6424                         target->page = page;
6425                 }
6426         }
6427         return ret;
6428 }
6429 #else
6430 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6431                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6432 {
6433         return MC_TARGET_NONE;
6434 }
6435 #endif
6436
6437 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
6438                                         unsigned long addr, unsigned long end,
6439                                         struct mm_walk *walk)
6440 {
6441         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6442         pte_t *pte;
6443         spinlock_t *ptl;
6444
6445         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
6446                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
6447                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
6448                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6449                 return 0;
6450         }
6451
6452         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6453                 return 0;
6454         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6455         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
6456                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
6457                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
6458         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6459         cond_resched();
6460
6461         return 0;
6462 }
6463
6464 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
6465 {
6466         unsigned long precharge;
6467         struct vm_area_struct *vma;
6468
6469         down_read(&mm->mmap_sem);
6470         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6471                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
6472                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
6473                         .mm = mm,
6474                         .private = vma,
6475                 };
6476                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6477                         continue;
6478                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6479                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
6480         }
6481         up_read(&mm->mmap_sem);
6482
6483         precharge = mc.precharge;
6484         mc.precharge = 0;
6485
6486         return precharge;
6487 }
6488
6489 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
6490 {
6491         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
6492
6493         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
6494         mc.moving_task = current;
6495         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
6496 }
6497
6498 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
6499 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
6500 {
6501         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6502         struct mem_cgroup *to = mc.to;
6503
6504         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
6505         if (mc.precharge) {
6506                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
6507                 mc.precharge = 0;
6508         }
6509         /*
6510          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
6511          * we must uncharge here.
6512          */
6513         if (mc.moved_charge) {
6514                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
6515                 mc.moved_charge = 0;
6516         }
6517         /* we must fixup refcnts and charges */
6518         if (mc.moved_swap) {
6519                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
6520                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
6521                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
6522                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6523                 __mem_cgroup_put(mc.from, mc.moved_swap);
6524
6525                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
6526                         /*
6527                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
6528                          * uncharge to->res.
6529                          */
6530                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
6531                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6532                 }
6533                 /* we've already done mem_cgroup_get(mc.to) */
6534                 mc.moved_swap = 0;
6535         }
6536         memcg_oom_recover(from);
6537         memcg_oom_recover(to);
6538         wake_up_all(&mc.waitq);
6539 }
6540
6541 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
6542 {
6543         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6544
6545         /*
6546          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
6547          * task migration.
6548          */
6549         mc.moving_task = NULL;
6550         __mem_cgroup_clear_mc();
6551         spin_lock(&mc.lock);
6552         mc.from = NULL;
6553         mc.to = NULL;
6554         spin_unlock(&mc.lock);
6555         mem_cgroup_end_move(from);
6556 }
6557
6558 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
6559                                  struct cgroup_taskset *tset)
6560 {
6561         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6562         int ret = 0;
6563         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
6564         unsigned long move_charge_at_immigrate;
6565
6566         /*
6567          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
6568          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
6569          * So we need to save it, and keep it going.
6570          */
6571         move_charge_at_immigrate  = memcg->move_charge_at_immigrate;
6572         if (move_charge_at_immigrate) {
6573                 struct mm_struct *mm;
6574                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
6575
6576                 VM_BUG_ON(from == memcg);
6577
6578                 mm = get_task_mm(p);
6579                 if (!mm)
6580                         return 0;
6581                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
6582                 if (mm->owner == p) {
6583                         VM_BUG_ON(mc.from);
6584                         VM_BUG_ON(mc.to);
6585                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
6586                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
6587                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
6588                         mem_cgroup_start_move(from);
6589                         spin_lock(&mc.lock);
6590                         mc.from = from;
6591                         mc.to = memcg;
6592                         mc.immigrate_flags = move_charge_at_immigrate;
6593                         spin_unlock(&mc.lock);
6594                         /* We set mc.moving_task later */
6595
6596                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6597                         if (ret)
6598                                 mem_cgroup_clear_mc();
6599                 }
6600                 mmput(mm);
6601         }
6602         return ret;
6603 }
6604
6605 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
6606                                      struct cgroup_taskset *tset)
6607 {
6608         mem_cgroup_clear_mc();
6609 }
6610
6611 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6612                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6613                                 struct mm_walk *walk)
6614 {
6615         int ret = 0;
6616         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6617         pte_t *pte;
6618         spinlock_t *ptl;
6619         enum mc_target_type target_type;
6620         union mc_target target;
6621         struct page *page;
6622         struct page_cgroup *pc;
6623
6624         /*
6625          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
6626          * happens because:
6627          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
6628          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
6629          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
6630          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
6631          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
6632          *    part of thp split is not executed yet.
6633          */
6634         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
6635                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6636                         spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6637                         return 0;
6638                 }
6639                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6640                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6641                         page = target.page;
6642                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6643                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6644                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
6645                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
6646                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6647                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6648                                 }
6649                                 putback_lru_page(page);
6650                         }
6651                         put_page(page);
6652                 }
6653                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6654                 return 0;
6655         }
6656
6657         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6658                 return 0;
6659 retry:
6660         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6661         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6662                 pte_t ptent = *(pte++);
6663                 swp_entry_t ent;
6664
6665                 if (!mc.precharge)
6666                         break;
6667
6668                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6669                 case MC_TARGET_PAGE:
6670                         page = target.page;
6671                         if (isolate_lru_page(page))
6672                                 goto put;
6673                         pc = lookup_page_cgroup(page);
6674                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
6675                                                      mc.from, mc.to)) {
6676                                 mc.precharge--;
6677                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6678                                 mc.moved_charge++;
6679                         }
6680                         putback_lru_page(page);
6681 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6682                         put_page(page);
6683                         break;
6684                 case MC_TARGET_SWAP:
6685                         ent = target.ent;
6686                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6687                                 mc.precharge--;
6688                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
6689                                 mc.moved_swap++;
6690                         }
6691                         break;
6692                 default:
6693                         break;
6694                 }
6695         }
6696         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6697         cond_resched();
6698
6699         if (addr != end) {
6700                 /*
6701                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6702                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6703                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6704                  * phase.
6705                  */
6706                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6707                 if (!ret)
6708                         goto retry;
6709         }
6710
6711         return ret;
6712 }
6713
6714 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
6715 {
6716         struct vm_area_struct *vma;
6717
6718         lru_add_drain_all();
6719 retry:
6720         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
6721                 /*
6722                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
6723                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6724                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6725                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6726                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6727                  */
6728                 __mem_cgroup_clear_mc();
6729                 cond_resched();
6730                 goto retry;
6731         }
6732         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6733                 int ret;
6734                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
6735                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6736                         .mm = mm,
6737                         .private = vma,
6738                 };
6739                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6740                         continue;
6741                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6742                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
6743                 if (ret)
6744                         /*
6745                          * means we have consumed all precharges and failed in
6746                          * doing additional charge. Just abandon here.
6747                          */
6748                         break;
6749         }
6750         up_read(&mm->mmap_sem);
6751 }
6752
6753 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
6754                                  struct cgroup_taskset *tset)
6755 {
6756         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6757         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
6758
6759         if (mm) {
6760                 if (mc.to)
6761                         mem_cgroup_move_charge(mm);
6762                 mmput(mm);
6763         }
6764         if (mc.to)
6765                 mem_cgroup_clear_mc();
6766 }
6767 #else   /* !CONFIG_MMU */
6768 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
6769                                  struct cgroup_taskset *tset)
6770 {
6771         return 0;
6772 }
6773 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
6774                                      struct cgroup_taskset *tset)
6775 {
6776 }
6777 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
6778                                  struct cgroup_taskset *tset)
6779 {
6780 }
6781 #endif
6782
6783 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
6784         .name = "memory",
6785         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
6786         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6787         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6788         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6789         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6790         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6791         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6792         .attach = mem_cgroup_move_task,
6793         .base_cftypes = mem_cgroup_files,
6794         .early_init = 0,
6795         .use_id = 1,
6796 };
6797
6798 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6799 static int __init enable_swap_account(char *s)
6800 {
6801         /* consider enabled if no parameter or 1 is given */
6802         if (!strcmp(s, "1"))
6803                 really_do_swap_account = 1;
6804         else if (!strcmp(s, "0"))
6805                 really_do_swap_account = 0;
6806         return 1;
6807 }
6808 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
6809
6810 static void __init memsw_file_init(void)
6811 {
6812         WARN_ON(cgroup_add_cftypes(&mem_cgroup_subsys, memsw_cgroup_files));
6813 }
6814
6815 static void __init enable_swap_cgroup(void)
6816 {
6817         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
6818                 do_swap_account = 1;
6819                 memsw_file_init();
6820         }
6821 }
6822
6823 #else
6824 static void __init enable_swap_cgroup(void)
6825 {
6826 }
6827 #endif
6828
6829 /*
6830  * The rest of init is performed during ->css_alloc() for root css which
6831  * happens before initcalls.  hotcpu_notifier() can't be done together as
6832  * it would introduce circular locking by adding cgroup_lock -> cpu hotplug
6833  * dependency.  Do it from a subsys_initcall().
6834  */
6835 static int __init mem_cgroup_init(void)
6836 {
6837         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
6838         enable_swap_cgroup();
6839         mem_cgroup_soft_limit_tree_init();
6840         return 0;
6841 }
6842 subsys_initcall(mem_cgroup_init);