vmscan, memcg: do softlimit reclaim also for targeted reclaim
[platform/adaptation/renesas_rcar/renesas_kernel.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * Kernel Memory Controller
14  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
15  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
16  *
17  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
18  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
19  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
20  * (at your option) any later version.
21  *
22  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
23  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
24  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
25  * GNU General Public License for more details.
26  */
27
28 #include <linux/res_counter.h>
29 #include <linux/memcontrol.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31 #include <linux/mm.h>
32 #include <linux/hugetlb.h>
33 #include <linux/pagemap.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/page-flags.h>
36 #include <linux/backing-dev.h>
37 #include <linux/bit_spinlock.h>
38 #include <linux/rcupdate.h>
39 #include <linux/limits.h>
40 #include <linux/export.h>
41 #include <linux/mutex.h>
42 #include <linux/slab.h>
43 #include <linux/swap.h>
44 #include <linux/swapops.h>
45 #include <linux/spinlock.h>
46 #include <linux/eventfd.h>
47 #include <linux/sort.h>
48 #include <linux/fs.h>
49 #include <linux/seq_file.h>
50 #include <linux/vmalloc.h>
51 #include <linux/vmpressure.h>
52 #include <linux/mm_inline.h>
53 #include <linux/page_cgroup.h>
54 #include <linux/cpu.h>
55 #include <linux/oom.h>
56 #include "internal.h"
57 #include <net/sock.h>
58 #include <net/ip.h>
59 #include <net/tcp_memcontrol.h>
60
61 #include <asm/uaccess.h>
62
63 #include <trace/events/vmscan.h>
64
65 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys __read_mostly;
66 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_subsys);
67
68 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
69 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
70
71 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
72 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
73 int do_swap_account __read_mostly;
74
75 /* for remember boot option*/
76 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
77 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
78 #else
79 static int really_do_swap_account __initdata = 0;
80 #endif
81
82 #else
83 #define do_swap_account         0
84 #endif
85
86
87 /*
88  * Statistics for memory cgroup.
89  */
90 enum mem_cgroup_stat_index {
91         /*
92          * For MEM_CONTAINER_TYPE_ALL, usage = pagecache + rss.
93          */
94         MEM_CGROUP_STAT_CACHE,          /* # of pages charged as cache */
95         MEM_CGROUP_STAT_RSS,            /* # of pages charged as anon rss */
96         MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE,       /* # of pages charged as anon huge */
97         MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED,    /* # of pages charged as file rss */
98         MEM_CGROUP_STAT_SWAP,           /* # of pages, swapped out */
99         MEM_CGROUP_STAT_NSTATS,
100 };
101
102 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
103         "cache",
104         "rss",
105         "rss_huge",
106         "mapped_file",
107         "swap",
108 };
109
110 enum mem_cgroup_events_index {
111         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
112         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
113         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
114         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
115         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
116 };
117
118 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
119         "pgpgin",
120         "pgpgout",
121         "pgfault",
122         "pgmajfault",
123 };
124
125 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
126         "inactive_anon",
127         "active_anon",
128         "inactive_file",
129         "active_file",
130         "unevictable",
131 };
132
133 /*
134  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
135  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
136  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
137  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
138  */
139 enum mem_cgroup_events_target {
140         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
141         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
142         MEM_CGROUP_NTARGETS,
143 };
144 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
145 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
146 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
147
148 struct mem_cgroup_stat_cpu {
149         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
150         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
151         unsigned long nr_page_events;
152         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
153 };
154
155 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
156         /*
157          * last scanned hierarchy member. Valid only if last_dead_count
158          * matches memcg->dead_count of the hierarchy root group.
159          */
160         struct mem_cgroup *last_visited;
161         unsigned long last_dead_count;
162
163         /* scan generation, increased every round-trip */
164         unsigned int generation;
165 };
166
167 /*
168  * per-zone information in memory controller.
169  */
170 struct mem_cgroup_per_zone {
171         struct lruvec           lruvec;
172         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
173
174         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
175
176         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
177                                                 /* use container_of        */
178 };
179
180 struct mem_cgroup_per_node {
181         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
182 };
183
184 struct mem_cgroup_threshold {
185         struct eventfd_ctx *eventfd;
186         u64 threshold;
187 };
188
189 /* For threshold */
190 struct mem_cgroup_threshold_ary {
191         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
192         int current_threshold;
193         /* Size of entries[] */
194         unsigned int size;
195         /* Array of thresholds */
196         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
197 };
198
199 struct mem_cgroup_thresholds {
200         /* Primary thresholds array */
201         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
202         /*
203          * Spare threshold array.
204          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
205          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
206          */
207         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
208 };
209
210 /* for OOM */
211 struct mem_cgroup_eventfd_list {
212         struct list_head list;
213         struct eventfd_ctx *eventfd;
214 };
215
216 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
217 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
218
219 /*
220  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
221  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
222  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
223  * to help the administrator determine what knobs to tune.
224  *
225  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
226  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
227  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
228  * a feature that will be implemented much later in the future.
229  */
230 struct mem_cgroup {
231         struct cgroup_subsys_state css;
232         /*
233          * the counter to account for memory usage
234          */
235         struct res_counter res;
236
237         /* vmpressure notifications */
238         struct vmpressure vmpressure;
239
240         /*
241          * the counter to account for mem+swap usage.
242          */
243         struct res_counter memsw;
244
245         /*
246          * the counter to account for kernel memory usage.
247          */
248         struct res_counter kmem;
249         /*
250          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
251          */
252         bool use_hierarchy;
253         unsigned long kmem_account_flags; /* See KMEM_ACCOUNTED_*, below */
254
255         bool            oom_lock;
256         atomic_t        under_oom;
257
258         int     swappiness;
259         /* OOM-Killer disable */
260         int             oom_kill_disable;
261
262         /* set when res.limit == memsw.limit */
263         bool            memsw_is_minimum;
264
265         /* protect arrays of thresholds */
266         struct mutex thresholds_lock;
267
268         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
269         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
270
271         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
272         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
273
274         /* For oom notifier event fd */
275         struct list_head oom_notify;
276
277         /*
278          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
279          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
280          */
281         unsigned long   move_charge_at_immigrate;
282         /*
283          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
284          */
285         atomic_t        moving_account;
286         /* taken only while moving_account > 0 */
287         spinlock_t      move_lock;
288         /*
289          * percpu counter.
290          */
291         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
292         /*
293          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
294          * See mem_cgroup_read_stat().
295          */
296         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
297         spinlock_t pcp_counter_lock;
298
299         atomic_t        dead_count;
300 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
301         struct tcp_memcontrol tcp_mem;
302 #endif
303 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
304         /* analogous to slab_common's slab_caches list. per-memcg */
305         struct list_head memcg_slab_caches;
306         /* Not a spinlock, we can take a lot of time walking the list */
307         struct mutex slab_caches_mutex;
308         /* Index in the kmem_cache->memcg_params->memcg_caches array */
309         int kmemcg_id;
310 #endif
311
312         int last_scanned_node;
313 #if MAX_NUMNODES > 1
314         nodemask_t      scan_nodes;
315         atomic_t        numainfo_events;
316         atomic_t        numainfo_updating;
317 #endif
318
319         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[0];
320         /* WARNING: nodeinfo must be the last member here */
321 };
322
323 static size_t memcg_size(void)
324 {
325         return sizeof(struct mem_cgroup) +
326                 nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node);
327 }
328
329 /* internal only representation about the status of kmem accounting. */
330 enum {
331         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE = 0, /* accounted by this cgroup itself */
332         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, /* static key enabled. */
333         KMEM_ACCOUNTED_DEAD, /* dead memcg with pending kmem charges */
334 };
335
336 /* We account when limit is on, but only after call sites are patched */
337 #define KMEM_ACCOUNTED_MASK \
338                 ((1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE) | (1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED))
339
340 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
341 static inline void memcg_kmem_set_active(struct mem_cgroup *memcg)
342 {
343         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
344 }
345
346 static bool memcg_kmem_is_active(struct mem_cgroup *memcg)
347 {
348         return test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
349 }
350
351 static void memcg_kmem_set_activated(struct mem_cgroup *memcg)
352 {
353         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
354 }
355
356 static void memcg_kmem_clear_activated(struct mem_cgroup *memcg)
357 {
358         clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
359 }
360
361 static void memcg_kmem_mark_dead(struct mem_cgroup *memcg)
362 {
363         /*
364          * Our caller must use css_get() first, because memcg_uncharge_kmem()
365          * will call css_put() if it sees the memcg is dead.
366          */
367         smp_wmb();
368         if (test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags))
369                 set_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD, &memcg->kmem_account_flags);
370 }
371
372 static bool memcg_kmem_test_and_clear_dead(struct mem_cgroup *memcg)
373 {
374         return test_and_clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD,
375                                   &memcg->kmem_account_flags);
376 }
377 #endif
378
379 /* Stuffs for move charges at task migration. */
380 /*
381  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" and
382  * "immigrate_flags" are treated as a left-shifted bitmap of these types.
383  */
384 enum move_type {
385         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
386         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
387         NR_MOVE_TYPE,
388 };
389
390 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
391 static struct move_charge_struct {
392         spinlock_t        lock; /* for from, to */
393         struct mem_cgroup *from;
394         struct mem_cgroup *to;
395         unsigned long immigrate_flags;
396         unsigned long precharge;
397         unsigned long moved_charge;
398         unsigned long moved_swap;
399         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
400         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
401 } mc = {
402         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
403         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
404 };
405
406 static bool move_anon(void)
407 {
408         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON, &mc.immigrate_flags);
409 }
410
411 static bool move_file(void)
412 {
413         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE, &mc.immigrate_flags);
414 }
415
416 /*
417  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
418  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
419  */
420 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
421
422 enum charge_type {
423         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
424         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
425         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
426         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
427         NR_CHARGE_TYPE,
428 };
429
430 /* for encoding cft->private value on file */
431 enum res_type {
432         _MEM,
433         _MEMSWAP,
434         _OOM_TYPE,
435         _KMEM,
436 };
437
438 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
439 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
440 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
441 /* Used for OOM nofiier */
442 #define OOM_CONTROL             (0)
443
444 /*
445  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
446  */
447 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
448 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
449 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
450 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
451
452 /*
453  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
454  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
455  * appearing has to hold it as well.
456  */
457 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
458
459 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
460 {
461         return s ? container_of(s, struct mem_cgroup, css) : NULL;
462 }
463
464 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
465 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
466 {
467         if (!memcg)
468                 memcg = root_mem_cgroup;
469         return &memcg->vmpressure;
470 }
471
472 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
473 {
474         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
475 }
476
477 struct vmpressure *css_to_vmpressure(struct cgroup_subsys_state *css)
478 {
479         return &mem_cgroup_from_css(css)->vmpressure;
480 }
481
482 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
483 {
484         return (memcg == root_mem_cgroup);
485 }
486
487 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
488 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
489
490 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
491 {
492         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
493                 struct mem_cgroup *memcg;
494                 struct cg_proto *cg_proto;
495
496                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
497
498                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
499                  * filled. It won't however, necessarily happen from
500                  * process context. So the test for root memcg given
501                  * the current task's memcg won't help us in this case.
502                  *
503                  * Respecting the original socket's memcg is a better
504                  * decision in this case.
505                  */
506                 if (sk->sk_cgrp) {
507                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
508                         css_get(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
509                         return;
510                 }
511
512                 rcu_read_lock();
513                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
514                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
515                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
516                     memcg_proto_active(cg_proto) && css_tryget(&memcg->css)) {
517                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
518                 }
519                 rcu_read_unlock();
520         }
521 }
522 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
523
524 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
525 {
526         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
527                 struct mem_cgroup *memcg;
528                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
529                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
530                 css_put(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
531         }
532 }
533
534 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
535 {
536         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
537                 return NULL;
538
539         return &memcg->tcp_mem.cg_proto;
540 }
541 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
542
543 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
544 {
545         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem.cg_proto))
546                 return;
547         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
548 }
549 #else
550 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
551 {
552 }
553 #endif
554
555 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
556 /*
557  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params->memcg_caches.
558  * There are two main reasons for not using the css_id for this:
559  *  1) this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
560  *     but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
561  *     memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
562  *     200 entry array for that.
563  *
564  *  2) In order not to violate the cgroup API, we would like to do all memory
565  *     allocation in ->create(). At that point, we haven't yet allocated the
566  *     css_id. Having a separate index prevents us from messing with the cgroup
567  *     core for this
568  *
569  * The current size of the caches array is stored in
570  * memcg_limited_groups_array_size.  It will double each time we have to
571  * increase it.
572  */
573 static DEFINE_IDA(kmem_limited_groups);
574 int memcg_limited_groups_array_size;
575
576 /*
577  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
578  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
579  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
580  * tunable, but that is strictly not necessary.
581  *
582  * MAX_SIZE should be as large as the number of css_ids. Ideally, we could get
583  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
584  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
585  * css_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
586  * increase ours as well if it increases.
587  */
588 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
589 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE 65535
590
591 /*
592  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
593  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
594  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
595  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
596  */
597 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
598 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
599
600 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
601 {
602         if (memcg_kmem_is_active(memcg)) {
603                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
604                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg->kmemcg_id);
605         }
606         /*
607          * This check can't live in kmem destruction function,
608          * since the charges will outlive the cgroup
609          */
610         WARN_ON(res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0);
611 }
612 #else
613 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
614 {
615 }
616 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
617
618 static void disarm_static_keys(struct mem_cgroup *memcg)
619 {
620         disarm_sock_keys(memcg);
621         disarm_kmem_keys(memcg);
622 }
623
624 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
625
626 static struct mem_cgroup_per_zone *
627 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
628 {
629         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
630         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
631 }
632
633 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
634 {
635         return &memcg->css;
636 }
637
638 static struct mem_cgroup_per_zone *
639 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
640 {
641         int nid = page_to_nid(page);
642         int zid = page_zonenum(page);
643
644         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
645 }
646
647 /*
648  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
649  *
650  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
651  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
652  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
653  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
654  *
655  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
656  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
657  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
658  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
659  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
660  *
661  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
662  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
663  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
664  * implemented.
665  */
666 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
667                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
668 {
669         long val = 0;
670         int cpu;
671
672         get_online_cpus();
673         for_each_online_cpu(cpu)
674                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
675 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
676         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
677         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
678         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
679 #endif
680         put_online_cpus();
681         return val;
682 }
683
684 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
685                                          bool charge)
686 {
687         int val = (charge) ? 1 : -1;
688         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
689 }
690
691 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
692                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
693 {
694         unsigned long val = 0;
695         int cpu;
696
697         for_each_online_cpu(cpu)
698                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
699 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
700         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
701         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
702         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
703 #endif
704         return val;
705 }
706
707 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
708                                          struct page *page,
709                                          bool anon, int nr_pages)
710 {
711         preempt_disable();
712
713         /*
714          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
715          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
716          */
717         if (anon)
718                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
719                                 nr_pages);
720         else
721                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
722                                 nr_pages);
723
724         if (PageTransHuge(page))
725                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
726                                 nr_pages);
727
728         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
729         if (nr_pages > 0)
730                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
731         else {
732                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
733                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
734         }
735
736         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
737
738         preempt_enable();
739 }
740
741 unsigned long
742 mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
743 {
744         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
745
746         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
747         return mz->lru_size[lru];
748 }
749
750 static unsigned long
751 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
752                         unsigned int lru_mask)
753 {
754         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
755         enum lru_list lru;
756         unsigned long ret = 0;
757
758         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
759
760         for_each_lru(lru) {
761                 if (BIT(lru) & lru_mask)
762                         ret += mz->lru_size[lru];
763         }
764         return ret;
765 }
766
767 static unsigned long
768 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
769                         int nid, unsigned int lru_mask)
770 {
771         u64 total = 0;
772         int zid;
773
774         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
775                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
776                                                 nid, zid, lru_mask);
777
778         return total;
779 }
780
781 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
782                         unsigned int lru_mask)
783 {
784         int nid;
785         u64 total = 0;
786
787         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
788                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
789         return total;
790 }
791
792 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
793                                        enum mem_cgroup_events_target target)
794 {
795         unsigned long val, next;
796
797         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
798         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
799         /* from time_after() in jiffies.h */
800         if ((long)next - (long)val < 0) {
801                 switch (target) {
802                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
803                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
804                         break;
805                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
806                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
807                         break;
808                 default:
809                         break;
810                 }
811                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
812                 return true;
813         }
814         return false;
815 }
816
817 /*
818  * Check events in order.
819  *
820  */
821 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
822 {
823         preempt_disable();
824         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
825         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
826                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
827                 bool do_numainfo __maybe_unused;
828
829 #if MAX_NUMNODES > 1
830                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
831                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
832 #endif
833                 preempt_enable();
834
835                 mem_cgroup_threshold(memcg);
836 #if MAX_NUMNODES > 1
837                 if (unlikely(do_numainfo))
838                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
839 #endif
840         } else
841                 preempt_enable();
842 }
843
844 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
845 {
846         /*
847          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
848          * if it races with swapoff, page migration, etc.
849          * So this can be called with p == NULL.
850          */
851         if (unlikely(!p))
852                 return NULL;
853
854         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, mem_cgroup_subsys_id));
855 }
856
857 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
858 {
859         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
860
861         if (!mm)
862                 return NULL;
863         /*
864          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
865          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
866          * pessimistic (rather than adding locks here).
867          */
868         rcu_read_lock();
869         do {
870                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
871                 if (unlikely(!memcg))
872                         break;
873         } while (!css_tryget(&memcg->css));
874         rcu_read_unlock();
875         return memcg;
876 }
877
878 /*
879  * Returns a next (in a pre-order walk) alive memcg (with elevated css
880  * ref. count) or NULL if the whole root's subtree has been visited.
881  *
882  * helper function to be used by mem_cgroup_iter
883  */
884 static struct mem_cgroup *__mem_cgroup_iter_next(struct mem_cgroup *root,
885                 struct mem_cgroup *last_visited)
886 {
887         struct cgroup_subsys_state *prev_css, *next_css;
888
889         prev_css = last_visited ? &last_visited->css : NULL;
890 skip_node:
891         next_css = css_next_descendant_pre(prev_css, &root->css);
892
893         /*
894          * Even if we found a group we have to make sure it is
895          * alive. css && !memcg means that the groups should be
896          * skipped and we should continue the tree walk.
897          * last_visited css is safe to use because it is
898          * protected by css_get and the tree walk is rcu safe.
899          */
900         if (next_css) {
901                 struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_css(next_css);
902
903                 if (css_tryget(&mem->css))
904                         return mem;
905                 else {
906                         prev_css = next_css;
907                         goto skip_node;
908                 }
909         }
910
911         return NULL;
912 }
913
914 static void mem_cgroup_iter_invalidate(struct mem_cgroup *root)
915 {
916         /*
917          * When a group in the hierarchy below root is destroyed, the
918          * hierarchy iterator can no longer be trusted since it might
919          * have pointed to the destroyed group.  Invalidate it.
920          */
921         atomic_inc(&root->dead_count);
922 }
923
924 static struct mem_cgroup *
925 mem_cgroup_iter_load(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
926                      struct mem_cgroup *root,
927                      int *sequence)
928 {
929         struct mem_cgroup *position = NULL;
930         /*
931          * A cgroup destruction happens in two stages: offlining and
932          * release.  They are separated by a RCU grace period.
933          *
934          * If the iterator is valid, we may still race with an
935          * offlining.  The RCU lock ensures the object won't be
936          * released, tryget will fail if we lost the race.
937          */
938         *sequence = atomic_read(&root->dead_count);
939         if (iter->last_dead_count == *sequence) {
940                 smp_rmb();
941                 position = iter->last_visited;
942                 if (position && !css_tryget(&position->css))
943                         position = NULL;
944         }
945         return position;
946 }
947
948 static void mem_cgroup_iter_update(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
949                                    struct mem_cgroup *last_visited,
950                                    struct mem_cgroup *new_position,
951                                    int sequence)
952 {
953         if (last_visited)
954                 css_put(&last_visited->css);
955         /*
956          * We store the sequence count from the time @last_visited was
957          * loaded successfully instead of rereading it here so that we
958          * don't lose destruction events in between.  We could have
959          * raced with the destruction of @new_position after all.
960          */
961         iter->last_visited = new_position;
962         smp_wmb();
963         iter->last_dead_count = sequence;
964 }
965
966 /**
967  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
968  * @root: hierarchy root
969  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
970  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
971  *
972  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
973  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
974  *
975  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
976  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
977  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
978  *
979  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
980  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
981  * reclaimers operating on the same zone and priority.
982  */
983 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
984                                    struct mem_cgroup *prev,
985                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
986 {
987         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
988         struct mem_cgroup *last_visited = NULL;
989
990         if (mem_cgroup_disabled())
991                 return NULL;
992
993         if (!root)
994                 root = root_mem_cgroup;
995
996         if (prev && !reclaim)
997                 last_visited = prev;
998
999         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1000                 if (prev)
1001                         goto out_css_put;
1002                 return root;
1003         }
1004
1005         rcu_read_lock();
1006         while (!memcg) {
1007                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1008                 int uninitialized_var(seq);
1009
1010                 if (reclaim) {
1011                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
1012                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
1013                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1014
1015                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
1016                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
1017                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation) {
1018                                 iter->last_visited = NULL;
1019                                 goto out_unlock;
1020                         }
1021
1022                         last_visited = mem_cgroup_iter_load(iter, root, &seq);
1023                 }
1024
1025                 memcg = __mem_cgroup_iter_next(root, last_visited);
1026
1027                 if (reclaim) {
1028                         mem_cgroup_iter_update(iter, last_visited, memcg, seq);
1029
1030                         if (!memcg)
1031                                 iter->generation++;
1032                         else if (!prev && memcg)
1033                                 reclaim->generation = iter->generation;
1034                 }
1035
1036                 if (prev && !memcg)
1037                         goto out_unlock;
1038         }
1039 out_unlock:
1040         rcu_read_unlock();
1041 out_css_put:
1042         if (prev && prev != root)
1043                 css_put(&prev->css);
1044
1045         return memcg;
1046 }
1047
1048 /**
1049  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1050  * @root: hierarchy root
1051  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1052  */
1053 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1054                            struct mem_cgroup *prev)
1055 {
1056         if (!root)
1057                 root = root_mem_cgroup;
1058         if (prev && prev != root)
1059                 css_put(&prev->css);
1060 }
1061
1062 /*
1063  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1064  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1065  * be used for reference counting.
1066  */
1067 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1068         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1069              iter != NULL;                              \
1070              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1071
1072 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1073         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1074              iter != NULL;                              \
1075              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1076
1077 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1078 {
1079         struct mem_cgroup *memcg;
1080
1081         rcu_read_lock();
1082         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1083         if (unlikely(!memcg))
1084                 goto out;
1085
1086         switch (idx) {
1087         case PGFAULT:
1088                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1089                 break;
1090         case PGMAJFAULT:
1091                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1092                 break;
1093         default:
1094                 BUG();
1095         }
1096 out:
1097         rcu_read_unlock();
1098 }
1099 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1100
1101 /**
1102  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1103  * @zone: zone of the wanted lruvec
1104  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1105  *
1106  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1107  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1108  * is disabled.
1109  */
1110 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1111                                       struct mem_cgroup *memcg)
1112 {
1113         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1114         struct lruvec *lruvec;
1115
1116         if (mem_cgroup_disabled()) {
1117                 lruvec = &zone->lruvec;
1118                 goto out;
1119         }
1120
1121         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1122         lruvec = &mz->lruvec;
1123 out:
1124         /*
1125          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1126          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1127          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1128          */
1129         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1130                 lruvec->zone = zone;
1131         return lruvec;
1132 }
1133
1134 /*
1135  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1136  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1137  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1138  *
1139  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1140  * 1. charge
1141  * 2. moving account
1142  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1143  * It is added to LRU before charge.
1144  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1145  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1146  */
1147
1148 /**
1149  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1150  * @page: the page
1151  * @zone: zone of the page
1152  */
1153 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1154 {
1155         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1156         struct mem_cgroup *memcg;
1157         struct page_cgroup *pc;
1158         struct lruvec *lruvec;
1159
1160         if (mem_cgroup_disabled()) {
1161                 lruvec = &zone->lruvec;
1162                 goto out;
1163         }
1164
1165         pc = lookup_page_cgroup(page);
1166         memcg = pc->mem_cgroup;
1167
1168         /*
1169          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1170          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1171          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1172          *
1173          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1174          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1175          * of pc->mem_cgroup safe.
1176          */
1177         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1178                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1179
1180         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1181         lruvec = &mz->lruvec;
1182 out:
1183         /*
1184          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1185          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1186          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1187          */
1188         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1189                 lruvec->zone = zone;
1190         return lruvec;
1191 }
1192
1193 /**
1194  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1195  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1196  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1197  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1198  *
1199  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1200  * lru list.
1201  */
1202 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1203                                 int nr_pages)
1204 {
1205         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1206         unsigned long *lru_size;
1207
1208         if (mem_cgroup_disabled())
1209                 return;
1210
1211         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1212         lru_size = mz->lru_size + lru;
1213         *lru_size += nr_pages;
1214         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1215 }
1216
1217 /*
1218  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1219  * hierarchy subtree
1220  */
1221 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1222                                   struct mem_cgroup *memcg)
1223 {
1224         if (root_memcg == memcg)
1225                 return true;
1226         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1227                 return false;
1228         return css_is_ancestor(&memcg->css, &root_memcg->css);
1229 }
1230
1231 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1232                                        struct mem_cgroup *memcg)
1233 {
1234         bool ret;
1235
1236         rcu_read_lock();
1237         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1238         rcu_read_unlock();
1239         return ret;
1240 }
1241
1242 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task,
1243                         const struct mem_cgroup *memcg)
1244 {
1245         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1246         struct task_struct *p;
1247         bool ret;
1248
1249         p = find_lock_task_mm(task);
1250         if (p) {
1251                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1252                 task_unlock(p);
1253         } else {
1254                 /*
1255                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1256                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1257                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1258                  */
1259                 rcu_read_lock();
1260                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1261                 if (curr)
1262                         css_get(&curr->css);
1263                 rcu_read_unlock();
1264         }
1265         if (!curr)
1266                 return false;
1267         /*
1268          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1269          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1270          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1271          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1272          */
1273         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1274         css_put(&curr->css);
1275         return ret;
1276 }
1277
1278 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1279 {
1280         unsigned long inactive_ratio;
1281         unsigned long inactive;
1282         unsigned long active;
1283         unsigned long gb;
1284
1285         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1286         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1287
1288         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1289         if (gb)
1290                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1291         else
1292                 inactive_ratio = 1;
1293
1294         return inactive * inactive_ratio < active;
1295 }
1296
1297 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1298         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1299
1300 /**
1301  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1302  * @memcg: the memory cgroup
1303  *
1304  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1305  * pages.
1306  */
1307 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1308 {
1309         unsigned long long margin;
1310
1311         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1312         if (do_swap_account)
1313                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1314         return margin >> PAGE_SHIFT;
1315 }
1316
1317 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1318 {
1319         /* root ? */
1320         if (!css_parent(&memcg->css))
1321                 return vm_swappiness;
1322
1323         return memcg->swappiness;
1324 }
1325
1326 /*
1327  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1328  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1329  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1330  * rcu_read_lock(), like this:
1331  *
1332  *         CPU-A                                    CPU-B
1333  *                                              rcu_read_lock()
1334  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1335  *                                                   take heavy locks.
1336  *         synchronize_rcu()                    update something.
1337  *                                              rcu_read_unlock()
1338  *         start move here.
1339  */
1340
1341 /* for quick checking without looking up memcg */
1342 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1343
1344 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1345 {
1346         atomic_inc(&memcg_moving);
1347         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1348         synchronize_rcu();
1349 }
1350
1351 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1352 {
1353         /*
1354          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1355          * We check NULL in callee rather than caller.
1356          */
1357         if (memcg) {
1358                 atomic_dec(&memcg_moving);
1359                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1360         }
1361 }
1362
1363 /*
1364  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1365  *
1366  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1367  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1368  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1369  *
1370  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1371  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1372  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1373  */
1374
1375 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1376 {
1377         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1378         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1379 }
1380
1381 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1382 {
1383         struct mem_cgroup *from;
1384         struct mem_cgroup *to;
1385         bool ret = false;
1386         /*
1387          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1388          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1389          */
1390         spin_lock(&mc.lock);
1391         from = mc.from;
1392         to = mc.to;
1393         if (!from)
1394                 goto unlock;
1395
1396         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1397                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1398 unlock:
1399         spin_unlock(&mc.lock);
1400         return ret;
1401 }
1402
1403 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1404 {
1405         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1406                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1407                         DEFINE_WAIT(wait);
1408                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1409                         /* moving charge context might have finished. */
1410                         if (mc.moving_task)
1411                                 schedule();
1412                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1413                         return true;
1414                 }
1415         }
1416         return false;
1417 }
1418
1419 /*
1420  * Take this lock when
1421  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1422  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1423  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1424  */
1425 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1426                                   unsigned long *flags)
1427 {
1428         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1429 }
1430
1431 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1432                                 unsigned long *flags)
1433 {
1434         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1435 }
1436
1437 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1438 /**
1439  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1440  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1441  * @p: Task that is going to be killed
1442  *
1443  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1444  * enabled
1445  */
1446 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1447 {
1448         struct cgroup *task_cgrp;
1449         struct cgroup *mem_cgrp;
1450         /*
1451          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1452          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1453          * If this assumption is broken, revisit this code.
1454          */
1455         static char memcg_name[PATH_MAX];
1456         int ret;
1457         struct mem_cgroup *iter;
1458         unsigned int i;
1459
1460         if (!p)
1461                 return;
1462
1463         rcu_read_lock();
1464
1465         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1466         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1467
1468         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1469         if (ret < 0) {
1470                 /*
1471                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1472                  * But we'll still print out the usage information
1473                  */
1474                 rcu_read_unlock();
1475                 goto done;
1476         }
1477         rcu_read_unlock();
1478
1479         pr_info("Task in %s killed", memcg_name);
1480
1481         rcu_read_lock();
1482         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1483         if (ret < 0) {
1484                 rcu_read_unlock();
1485                 goto done;
1486         }
1487         rcu_read_unlock();
1488
1489         /*
1490          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1491          */
1492         pr_cont(" as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1493 done:
1494
1495         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1496                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1497                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1498                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1499         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1500                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1501                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1502                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1503         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1504                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) >> 10,
1505                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_LIMIT) >> 10,
1506                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_FAILCNT));
1507
1508         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1509                 pr_info("Memory cgroup stats");
1510
1511                 rcu_read_lock();
1512                 ret = cgroup_path(iter->css.cgroup, memcg_name, PATH_MAX);
1513                 if (!ret)
1514                         pr_cont(" for %s", memcg_name);
1515                 rcu_read_unlock();
1516                 pr_cont(":");
1517
1518                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1519                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1520                                 continue;
1521                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1522                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1523                 }
1524
1525                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1526                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1527                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1528
1529                 pr_cont("\n");
1530         }
1531 }
1532
1533 /*
1534  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1535  * 1(self count) if no children.
1536  */
1537 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1538 {
1539         int num = 0;
1540         struct mem_cgroup *iter;
1541
1542         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1543                 num++;
1544         return num;
1545 }
1546
1547 /*
1548  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1549  */
1550 static u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1551 {
1552         u64 limit;
1553
1554         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1555
1556         /*
1557          * Do not consider swap space if we cannot swap due to swappiness
1558          */
1559         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1560                 u64 memsw;
1561
1562                 limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1563                 memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1564
1565                 /*
1566                  * If memsw is finite and limits the amount of swap space
1567                  * available to this memcg, return that limit.
1568                  */
1569                 limit = min(limit, memsw);
1570         }
1571
1572         return limit;
1573 }
1574
1575 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1576                                      int order)
1577 {
1578         struct mem_cgroup *iter;
1579         unsigned long chosen_points = 0;
1580         unsigned long totalpages;
1581         unsigned int points = 0;
1582         struct task_struct *chosen = NULL;
1583
1584         /*
1585          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1586          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1587          * quickly exit and free its memory.
1588          */
1589         if (fatal_signal_pending(current) || current->flags & PF_EXITING) {
1590                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1591                 return;
1592         }
1593
1594         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1595         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) >> PAGE_SHIFT ? : 1;
1596         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1597                 struct css_task_iter it;
1598                 struct task_struct *task;
1599
1600                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
1601                 while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1602                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1603                                                         false)) {
1604                         case OOM_SCAN_SELECT:
1605                                 if (chosen)
1606                                         put_task_struct(chosen);
1607                                 chosen = task;
1608                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1609                                 get_task_struct(chosen);
1610                                 /* fall through */
1611                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1612                                 continue;
1613                         case OOM_SCAN_ABORT:
1614                                 css_task_iter_end(&it);
1615                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1616                                 if (chosen)
1617                                         put_task_struct(chosen);
1618                                 return;
1619                         case OOM_SCAN_OK:
1620                                 break;
1621                         };
1622                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1623                         if (points > chosen_points) {
1624                                 if (chosen)
1625                                         put_task_struct(chosen);
1626                                 chosen = task;
1627                                 chosen_points = points;
1628                                 get_task_struct(chosen);
1629                         }
1630                 }
1631                 css_task_iter_end(&it);
1632         }
1633
1634         if (!chosen)
1635                 return;
1636         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1637         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1638                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1639 }
1640
1641 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1642                                         gfp_t gfp_mask,
1643                                         unsigned long flags)
1644 {
1645         unsigned long total = 0;
1646         bool noswap = false;
1647         int loop;
1648
1649         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1650                 noswap = true;
1651         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1652                 noswap = true;
1653
1654         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1655                 if (loop)
1656                         drain_all_stock_async(memcg);
1657                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1658                 /*
1659                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1660                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1661                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1662                  */
1663                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1664                         break;
1665                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1666                         break;
1667                 /*
1668                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1669                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1670                  */
1671                 if (loop && !total)
1672                         break;
1673         }
1674         return total;
1675 }
1676
1677 #if MAX_NUMNODES > 1
1678 /**
1679  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1680  * @memcg: the target memcg
1681  * @nid: the node ID to be checked.
1682  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1683  *
1684  * This function returns whether the specified memcg contains any
1685  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1686  * pages in the node.
1687  */
1688 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1689                 int nid, bool noswap)
1690 {
1691         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1692                 return true;
1693         if (noswap || !total_swap_pages)
1694                 return false;
1695         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1696                 return true;
1697         return false;
1698
1699 }
1700
1701 /*
1702  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1703  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1704  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1705  *
1706  */
1707 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1708 {
1709         int nid;
1710         /*
1711          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1712          * pagein/pageout changes since the last update.
1713          */
1714         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1715                 return;
1716         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1717                 return;
1718
1719         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1720         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1721
1722         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1723
1724                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1725                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1726         }
1727
1728         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1729         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1730 }
1731
1732 /*
1733  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1734  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1735  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1736  *
1737  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1738  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1739  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1740  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1741  *
1742  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1743  */
1744 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1745 {
1746         int node;
1747
1748         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1749         node = memcg->last_scanned_node;
1750
1751         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1752         if (node == MAX_NUMNODES)
1753                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1754         /*
1755          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1756          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1757          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1758          * we use curret node.
1759          */
1760         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1761                 node = numa_node_id();
1762
1763         memcg->last_scanned_node = node;
1764         return node;
1765 }
1766
1767 #else
1768 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1769 {
1770         return 0;
1771 }
1772
1773 #endif
1774
1775 /*
1776  * A group is eligible for the soft limit reclaim under the given root
1777  * hierarchy if
1778  *      a) it is over its soft limit
1779  *      b) any parent up the hierarchy is over its soft limit
1780  */
1781 bool mem_cgroup_soft_reclaim_eligible(struct mem_cgroup *memcg,
1782                 struct mem_cgroup *root)
1783 {
1784         struct mem_cgroup *parent = memcg;
1785
1786         if (res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res))
1787                 return true;
1788
1789         /*
1790          * If any parent up to the root in the hierarchy is over its soft limit
1791          * then we have to obey and reclaim from this group as well.
1792          */
1793         while((parent = parent_mem_cgroup(parent))) {
1794                 if (res_counter_soft_limit_excess(&parent->res))
1795                         return true;
1796                 if (parent == root)
1797                         break;
1798         }
1799
1800         return false;
1801 }
1802
1803 /*
1804  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1805  * If someone is running, return false.
1806  * Has to be called with memcg_oom_lock
1807  */
1808 static bool mem_cgroup_oom_lock(struct mem_cgroup *memcg)
1809 {
1810         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1811
1812         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1813                 if (iter->oom_lock) {
1814                         /*
1815                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1816                          * so we cannot give a lock.
1817                          */
1818                         failed = iter;
1819                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1820                         break;
1821                 } else
1822                         iter->oom_lock = true;
1823         }
1824
1825         if (!failed)
1826                 return true;
1827
1828         /*
1829          * OK, we failed to lock the whole subtree so we have to clean up
1830          * what we set up to the failing subtree
1831          */
1832         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1833                 if (iter == failed) {
1834                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1835                         break;
1836                 }
1837                 iter->oom_lock = false;
1838         }
1839         return false;
1840 }
1841
1842 /*
1843  * Has to be called with memcg_oom_lock
1844  */
1845 static int mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1846 {
1847         struct mem_cgroup *iter;
1848
1849         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1850                 iter->oom_lock = false;
1851         return 0;
1852 }
1853
1854 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1855 {
1856         struct mem_cgroup *iter;
1857
1858         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1859                 atomic_inc(&iter->under_oom);
1860 }
1861
1862 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1863 {
1864         struct mem_cgroup *iter;
1865
1866         /*
1867          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1868          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
1869          * atomic_add_unless() here.
1870          */
1871         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1872                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
1873 }
1874
1875 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1876 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1877
1878 struct oom_wait_info {
1879         struct mem_cgroup *memcg;
1880         wait_queue_t    wait;
1881 };
1882
1883 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1884         unsigned mode, int sync, void *arg)
1885 {
1886         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1887         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1888         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1889
1890         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1891         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1892
1893         /*
1894          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
1895          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
1896          */
1897         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
1898                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
1899                 return 0;
1900         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1901 }
1902
1903 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1904 {
1905         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
1906         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1907 }
1908
1909 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1910 {
1911         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
1912                 memcg_wakeup_oom(memcg);
1913 }
1914
1915 /*
1916  * try to call OOM killer. returns false if we should exit memory-reclaim loop.
1917  */
1918 static bool mem_cgroup_handle_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask,
1919                                   int order)
1920 {
1921         struct oom_wait_info owait;
1922         bool locked, need_to_kill;
1923
1924         owait.memcg = memcg;
1925         owait.wait.flags = 0;
1926         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1927         owait.wait.private = current;
1928         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1929         need_to_kill = true;
1930         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1931
1932         /* At first, try to OOM lock hierarchy under memcg.*/
1933         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1934         locked = mem_cgroup_oom_lock(memcg);
1935         /*
1936          * Even if signal_pending(), we can't quit charge() loop without
1937          * accounting. So, UNINTERRUPTIBLE is appropriate. But SIGKILL
1938          * under OOM is always welcomed, use TASK_KILLABLE here.
1939          */
1940         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1941         if (!locked || memcg->oom_kill_disable)
1942                 need_to_kill = false;
1943         if (locked)
1944                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1945         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1946
1947         if (need_to_kill) {
1948                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1949                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order);
1950         } else {
1951                 schedule();
1952                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1953         }
1954         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1955         if (locked)
1956                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1957         memcg_wakeup_oom(memcg);
1958         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1959
1960         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1961
1962         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
1963                 return false;
1964         /* Give chance to dying process */
1965         schedule_timeout_uninterruptible(1);
1966         return true;
1967 }
1968
1969 /*
1970  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
1971  * generalized to update other statistics as well.
1972  *
1973  * Notes: Race condition
1974  *
1975  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
1976  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
1977  * to do so _always_.
1978  *
1979  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
1980  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
1981  * are no race with "charge".
1982  *
1983  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
1984  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
1985  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
1986  * by flags.
1987  *
1988  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
1989  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
1990  * If there is, we take a lock.
1991  */
1992
1993 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
1994                                 bool *locked, unsigned long *flags)
1995 {
1996         struct mem_cgroup *memcg;
1997         struct page_cgroup *pc;
1998
1999         pc = lookup_page_cgroup(page);
2000 again:
2001         memcg = pc->mem_cgroup;
2002         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2003                 return;
2004         /*
2005          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
2006          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
2007          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
2008          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
2009          */
2010         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
2011                 return;
2012
2013         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2014         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2015                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2016                 goto again;
2017         }
2018         *locked = true;
2019 }
2020
2021 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
2022 {
2023         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2024
2025         /*
2026          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
2027          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
2028          * should take move_lock_mem_cgroup().
2029          */
2030         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
2031 }
2032
2033 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
2034                                  enum mem_cgroup_page_stat_item idx, int val)
2035 {
2036         struct mem_cgroup *memcg;
2037         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2038         unsigned long uninitialized_var(flags);
2039
2040         if (mem_cgroup_disabled())
2041                 return;
2042
2043         memcg = pc->mem_cgroup;
2044         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2045                 return;
2046
2047         switch (idx) {
2048         case MEMCG_NR_FILE_MAPPED:
2049                 idx = MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED;
2050                 break;
2051         default:
2052                 BUG();
2053         }
2054
2055         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2056 }
2057
2058 /*
2059  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2060  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2061  */
2062 #define CHARGE_BATCH    32U
2063 struct memcg_stock_pcp {
2064         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2065         unsigned int nr_pages;
2066         struct work_struct work;
2067         unsigned long flags;
2068 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2069 };
2070 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2071 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2072
2073 /**
2074  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2075  * @memcg: memcg to consume from.
2076  * @nr_pages: how many pages to charge.
2077  *
2078  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2079  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2080  * service an allocation will refill the stock.
2081  *
2082  * returns true if successful, false otherwise.
2083  */
2084 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2085 {
2086         struct memcg_stock_pcp *stock;
2087         bool ret = true;
2088
2089         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2090                 return false;
2091
2092         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2093         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages)
2094                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2095         else /* need to call res_counter_charge */
2096                 ret = false;
2097         put_cpu_var(memcg_stock);
2098         return ret;
2099 }
2100
2101 /*
2102  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2103  */
2104 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2105 {
2106         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2107
2108         if (stock->nr_pages) {
2109                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2110
2111                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2112                 if (do_swap_account)
2113                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2114                 stock->nr_pages = 0;
2115         }
2116         stock->cached = NULL;
2117 }
2118
2119 /*
2120  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2121  * a thread which is pinned to local cpu.
2122  */
2123 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2124 {
2125         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2126         drain_stock(stock);
2127         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2128 }
2129
2130 static void __init memcg_stock_init(void)
2131 {
2132         int cpu;
2133
2134         for_each_possible_cpu(cpu) {
2135                 struct memcg_stock_pcp *stock =
2136                                         &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2137                 INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
2138         }
2139 }
2140
2141 /*
2142  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2143  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2144  */
2145 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2146 {
2147         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2148
2149         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2150                 drain_stock(stock);
2151                 stock->cached = memcg;
2152         }
2153         stock->nr_pages += nr_pages;
2154         put_cpu_var(memcg_stock);
2155 }
2156
2157 /*
2158  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2159  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2160  * until the work is done.
2161  */
2162 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2163 {
2164         int cpu, curcpu;
2165
2166         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2167         get_online_cpus();
2168         curcpu = get_cpu();
2169         for_each_online_cpu(cpu) {
2170                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2171                 struct mem_cgroup *memcg;
2172
2173                 memcg = stock->cached;
2174                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2175                         continue;
2176                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2177                         continue;
2178                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2179                         if (cpu == curcpu)
2180                                 drain_local_stock(&stock->work);
2181                         else
2182                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2183                 }
2184         }
2185         put_cpu();
2186
2187         if (!sync)
2188                 goto out;
2189
2190         for_each_online_cpu(cpu) {
2191                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2192                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2193                         flush_work(&stock->work);
2194         }
2195 out:
2196         put_online_cpus();
2197 }
2198
2199 /*
2200  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2201  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2202  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2203  * it.
2204  */
2205 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2206 {
2207         /*
2208          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2209          */
2210         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2211                 return;
2212         drain_all_stock(root_memcg, false);
2213         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2214 }
2215
2216 /* This is a synchronous drain interface. */
2217 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2218 {
2219         /* called when force_empty is called */
2220         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2221         drain_all_stock(root_memcg, true);
2222         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2223 }
2224
2225 /*
2226  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2227  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2228  */
2229 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2230 {
2231         int i;
2232
2233         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2234         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2235                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2236
2237                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2238                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2239         }
2240         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2241                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2242
2243                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2244                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2245         }
2246         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2247 }
2248
2249 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2250                                         unsigned long action,
2251                                         void *hcpu)
2252 {
2253         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2254         struct memcg_stock_pcp *stock;
2255         struct mem_cgroup *iter;
2256
2257         if (action == CPU_ONLINE)
2258                 return NOTIFY_OK;
2259
2260         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2261                 return NOTIFY_OK;
2262
2263         for_each_mem_cgroup(iter)
2264                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2265
2266         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2267         drain_stock(stock);
2268         return NOTIFY_OK;
2269 }
2270
2271
2272 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2273 enum {
2274         CHARGE_OK,              /* success */
2275         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2276         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2277         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2278         CHARGE_OOM_DIE,         /* the current is killed because of OOM */
2279 };
2280
2281 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2282                                 unsigned int nr_pages, unsigned int min_pages,
2283                                 bool oom_check)
2284 {
2285         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2286         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2287         struct res_counter *fail_res;
2288         unsigned long flags = 0;
2289         int ret;
2290
2291         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2292
2293         if (likely(!ret)) {
2294                 if (!do_swap_account)
2295                         return CHARGE_OK;
2296                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2297                 if (likely(!ret))
2298                         return CHARGE_OK;
2299
2300                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2301                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2302                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2303         } else
2304                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2305         /*
2306          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2307          * single page instead.
2308          */
2309         if (nr_pages > min_pages)
2310                 return CHARGE_RETRY;
2311
2312         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2313                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2314
2315         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2316                 return CHARGE_NOMEM;
2317
2318         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2319         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2320                 return CHARGE_RETRY;
2321         /*
2322          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2323          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2324          * before killing the task.
2325          *
2326          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2327          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2328          * to regular pages anyway in case of failure.
2329          */
2330         if (nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) && ret)
2331                 return CHARGE_RETRY;
2332
2333         /*
2334          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2335          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2336          */
2337         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2338                 return CHARGE_RETRY;
2339
2340         /* If we don't need to call oom-killer at el, return immediately */
2341         if (!oom_check)
2342                 return CHARGE_NOMEM;
2343         /* check OOM */
2344         if (!mem_cgroup_handle_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize)))
2345                 return CHARGE_OOM_DIE;
2346
2347         return CHARGE_RETRY;
2348 }
2349
2350 /*
2351  * __mem_cgroup_try_charge() does
2352  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2353  * 2. update res_counter
2354  * 3. call memory reclaim if necessary.
2355  *
2356  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2357  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2358  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2359  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2360  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2361  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2362  *
2363  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2364  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2365  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2366  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2367  *
2368  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2369  * the oom-killer can be invoked.
2370  */
2371 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2372                                    gfp_t gfp_mask,
2373                                    unsigned int nr_pages,
2374                                    struct mem_cgroup **ptr,
2375                                    bool oom)
2376 {
2377         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2378         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2379         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2380         int ret;
2381
2382         /*
2383          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2384          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2385          * MEMDIE process.
2386          */
2387         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2388                      || fatal_signal_pending(current)))
2389                 goto bypass;
2390
2391         /*
2392          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2393          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2394          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2395          * set, if so charge the root memcg (happens for pagecache usage).
2396          */
2397         if (!*ptr && !mm)
2398                 *ptr = root_mem_cgroup;
2399 again:
2400         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2401                 memcg = *ptr;
2402                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2403                         goto done;
2404                 if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2405                         goto done;
2406                 css_get(&memcg->css);
2407         } else {
2408                 struct task_struct *p;
2409
2410                 rcu_read_lock();
2411                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2412                 /*
2413                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2414                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2415                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2416                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2417                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2418                  * small race, here.
2419                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2420                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2421                  */
2422                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2423                 if (!memcg)
2424                         memcg = root_mem_cgroup;
2425                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2426                         rcu_read_unlock();
2427                         goto done;
2428                 }
2429                 if (consume_stock(memcg, nr_pages)) {
2430                         /*
2431                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2432                          * But considering how consume_stok works, it's not
2433                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2434                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2435                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2436                          * calling consume_stock().
2437                          */
2438                         rcu_read_unlock();
2439                         goto done;
2440                 }
2441                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2442                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2443                         rcu_read_unlock();
2444                         goto again;
2445                 }
2446                 rcu_read_unlock();
2447         }
2448
2449         do {
2450                 bool oom_check;
2451
2452                 /* If killed, bypass charge */
2453                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2454                         css_put(&memcg->css);
2455                         goto bypass;
2456                 }
2457
2458                 oom_check = false;
2459                 if (oom && !nr_oom_retries) {
2460                         oom_check = true;
2461                         nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2462                 }
2463
2464                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch, nr_pages,
2465                     oom_check);
2466                 switch (ret) {
2467                 case CHARGE_OK:
2468                         break;
2469                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2470                         batch = nr_pages;
2471                         css_put(&memcg->css);
2472                         memcg = NULL;
2473                         goto again;
2474                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2475                         css_put(&memcg->css);
2476                         goto nomem;
2477                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2478                         if (!oom) {
2479                                 css_put(&memcg->css);
2480                                 goto nomem;
2481                         }
2482                         /* If oom, we never return -ENOMEM */
2483                         nr_oom_retries--;
2484                         break;
2485                 case CHARGE_OOM_DIE: /* Killed by OOM Killer */
2486                         css_put(&memcg->css);
2487                         goto bypass;
2488                 }
2489         } while (ret != CHARGE_OK);
2490
2491         if (batch > nr_pages)
2492                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2493         css_put(&memcg->css);
2494 done:
2495         *ptr = memcg;
2496         return 0;
2497 nomem:
2498         *ptr = NULL;
2499         return -ENOMEM;
2500 bypass:
2501         *ptr = root_mem_cgroup;
2502         return -EINTR;
2503 }
2504
2505 /*
2506  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2507  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2508  * gotten by try_charge().
2509  */
2510 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2511                                        unsigned int nr_pages)
2512 {
2513         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2514                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2515
2516                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2517                 if (do_swap_account)
2518                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2519         }
2520 }
2521
2522 /*
2523  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2524  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2525  */
2526 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2527                                         unsigned int nr_pages)
2528 {
2529         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2530
2531         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2532                 return;
2533
2534         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2535         if (do_swap_account)
2536                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2537                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2538 }
2539
2540 /*
2541  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2542  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling css_tryget if
2543  * the mem_cgroup is used for charging. (dropping refcnt from swap can be
2544  * called against removed memcg.)
2545  */
2546 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2547 {
2548         struct cgroup_subsys_state *css;
2549
2550         /* ID 0 is unused ID */
2551         if (!id)
2552                 return NULL;
2553         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2554         if (!css)
2555                 return NULL;
2556         return mem_cgroup_from_css(css);
2557 }
2558
2559 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2560 {
2561         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2562         struct page_cgroup *pc;
2563         unsigned short id;
2564         swp_entry_t ent;
2565
2566         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2567
2568         pc = lookup_page_cgroup(page);
2569         lock_page_cgroup(pc);
2570         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2571                 memcg = pc->mem_cgroup;
2572                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2573                         memcg = NULL;
2574         } else if (PageSwapCache(page)) {
2575                 ent.val = page_private(page);
2576                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2577                 rcu_read_lock();
2578                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2579                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2580                         memcg = NULL;
2581                 rcu_read_unlock();
2582         }
2583         unlock_page_cgroup(pc);
2584         return memcg;
2585 }
2586
2587 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2588                                        struct page *page,
2589                                        unsigned int nr_pages,
2590                                        enum charge_type ctype,
2591                                        bool lrucare)
2592 {
2593         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2594         struct zone *uninitialized_var(zone);
2595         struct lruvec *lruvec;
2596         bool was_on_lru = false;
2597         bool anon;
2598
2599         lock_page_cgroup(pc);
2600         VM_BUG_ON(PageCgroupUsed(pc));
2601         /*
2602          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2603          * accessed by any other context at this point.
2604          */
2605
2606         /*
2607          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2608          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2609          */
2610         if (lrucare) {
2611                 zone = page_zone(page);
2612                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2613                 if (PageLRU(page)) {
2614                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2615                         ClearPageLRU(page);
2616                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2617                         was_on_lru = true;
2618                 }
2619         }
2620
2621         pc->mem_cgroup = memcg;
2622         /*
2623          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2624          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2625          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2626          * before USED bit, we need memory barrier here.
2627          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2628          */
2629         smp_wmb();
2630         SetPageCgroupUsed(pc);
2631
2632         if (lrucare) {
2633                 if (was_on_lru) {
2634                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2635                         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2636                         SetPageLRU(page);
2637                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2638                 }
2639                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2640         }
2641
2642         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON)
2643                 anon = true;
2644         else
2645                 anon = false;
2646
2647         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, nr_pages);
2648         unlock_page_cgroup(pc);
2649
2650         /*
2651          * "charge_statistics" updated event counter.
2652          */
2653         memcg_check_events(memcg, page);
2654 }
2655
2656 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
2657
2658 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2659 static inline bool memcg_can_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2660 {
2661         return !mem_cgroup_disabled() && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
2662                 (memcg->kmem_account_flags & KMEM_ACCOUNTED_MASK);
2663 }
2664
2665 /*
2666  * This is a bit cumbersome, but it is rarely used and avoids a backpointer
2667  * in the memcg_cache_params struct.
2668  */
2669 static struct kmem_cache *memcg_params_to_cache(struct memcg_cache_params *p)
2670 {
2671         struct kmem_cache *cachep;
2672
2673         VM_BUG_ON(p->is_root_cache);
2674         cachep = p->root_cache;
2675         return cachep->memcg_params->memcg_caches[memcg_cache_id(p->memcg)];
2676 }
2677
2678 #ifdef CONFIG_SLABINFO
2679 static int mem_cgroup_slabinfo_read(struct cgroup_subsys_state *css,
2680                                     struct cftype *cft, struct seq_file *m)
2681 {
2682         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2683         struct memcg_cache_params *params;
2684
2685         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
2686                 return -EIO;
2687
2688         print_slabinfo_header(m);
2689
2690         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
2691         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list)
2692                 cache_show(memcg_params_to_cache(params), m);
2693         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
2694
2695         return 0;
2696 }
2697 #endif
2698
2699 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp, u64 size)
2700 {
2701         struct res_counter *fail_res;
2702         struct mem_cgroup *_memcg;
2703         int ret = 0;
2704         bool may_oom;
2705
2706         ret = res_counter_charge(&memcg->kmem, size, &fail_res);
2707         if (ret)
2708                 return ret;
2709
2710         /*
2711          * Conditions under which we can wait for the oom_killer. Those are
2712          * the same conditions tested by the core page allocator
2713          */
2714         may_oom = (gfp & __GFP_FS) && !(gfp & __GFP_NORETRY);
2715
2716         _memcg = memcg;
2717         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp, size >> PAGE_SHIFT,
2718                                       &_memcg, may_oom);
2719
2720         if (ret == -EINTR)  {
2721                 /*
2722                  * __mem_cgroup_try_charge() chosed to bypass to root due to
2723                  * OOM kill or fatal signal.  Since our only options are to
2724                  * either fail the allocation or charge it to this cgroup, do
2725                  * it as a temporary condition. But we can't fail. From a
2726                  * kmem/slab perspective, the cache has already been selected,
2727                  * by mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
2728                  * our minds.
2729                  *
2730                  * This condition will only trigger if the task entered
2731                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed during
2732                  * __mem_cgroup_try_charge() above. Tasks that were already
2733                  * dying when the allocation triggers should have been already
2734                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
2735                  */
2736                 res_counter_charge_nofail(&memcg->res, size, &fail_res);
2737                 if (do_swap_account)
2738                         res_counter_charge_nofail(&memcg->memsw, size,
2739                                                   &fail_res);
2740                 ret = 0;
2741         } else if (ret)
2742                 res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size);
2743
2744         return ret;
2745 }
2746
2747 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, u64 size)
2748 {
2749         res_counter_uncharge(&memcg->res, size);
2750         if (do_swap_account)
2751                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, size);
2752
2753         /* Not down to 0 */
2754         if (res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size))
2755                 return;
2756
2757         /*
2758          * Releases a reference taken in kmem_cgroup_css_offline in case
2759          * this last uncharge is racing with the offlining code or it is
2760          * outliving the memcg existence.
2761          *
2762          * The memory barrier imposed by test&clear is paired with the
2763          * explicit one in memcg_kmem_mark_dead().
2764          */
2765         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
2766                 css_put(&memcg->css);
2767 }
2768
2769 void memcg_cache_list_add(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *cachep)
2770 {
2771         if (!memcg)
2772                 return;
2773
2774         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
2775         list_add(&cachep->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
2776         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
2777 }
2778
2779 /*
2780  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
2781  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
2782  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
2783  */
2784 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
2785 {
2786         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
2787 }
2788
2789 /*
2790  * This ends up being protected by the set_limit mutex, during normal
2791  * operation, because that is its main call site.
2792  *
2793  * But when we create a new cache, we can call this as well if its parent
2794  * is kmem-limited. That will have to hold set_limit_mutex as well.
2795  */
2796 int memcg_update_cache_sizes(struct mem_cgroup *memcg)
2797 {
2798         int num, ret;
2799
2800         num = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
2801                                 0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2802         if (num < 0)
2803                 return num;
2804         /*
2805          * After this point, kmem_accounted (that we test atomically in
2806          * the beginning of this conditional), is no longer 0. This
2807          * guarantees only one process will set the following boolean
2808          * to true. We don't need test_and_set because we're protected
2809          * by the set_limit_mutex anyway.
2810          */
2811         memcg_kmem_set_activated(memcg);
2812
2813         ret = memcg_update_all_caches(num+1);
2814         if (ret) {
2815                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, num);
2816                 memcg_kmem_clear_activated(memcg);
2817                 return ret;
2818         }
2819
2820         memcg->kmemcg_id = num;
2821         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
2822         mutex_init(&memcg->slab_caches_mutex);
2823         return 0;
2824 }
2825
2826 static size_t memcg_caches_array_size(int num_groups)
2827 {
2828         ssize_t size;
2829         if (num_groups <= 0)
2830                 return 0;
2831
2832         size = 2 * num_groups;
2833         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2834                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2835         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2836                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2837
2838         return size;
2839 }
2840
2841 /*
2842  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
2843  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
2844  * calling this.
2845  */
2846 void memcg_update_array_size(int num)
2847 {
2848         if (num > memcg_limited_groups_array_size)
2849                 memcg_limited_groups_array_size = memcg_caches_array_size(num);
2850 }
2851
2852 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w);
2853
2854 int memcg_update_cache_size(struct kmem_cache *s, int num_groups)
2855 {
2856         struct memcg_cache_params *cur_params = s->memcg_params;
2857
2858         VM_BUG_ON(s->memcg_params && !s->memcg_params->is_root_cache);
2859
2860         if (num_groups > memcg_limited_groups_array_size) {
2861                 int i;
2862                 ssize_t size = memcg_caches_array_size(num_groups);
2863
2864                 size *= sizeof(void *);
2865                 size += offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
2866
2867                 s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
2868                 if (!s->memcg_params) {
2869                         s->memcg_params = cur_params;
2870                         return -ENOMEM;
2871                 }
2872
2873                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
2874
2875                 /*
2876                  * There is the chance it will be bigger than
2877                  * memcg_limited_groups_array_size, if we failed an allocation
2878                  * in a cache, in which case all caches updated before it, will
2879                  * have a bigger array.
2880                  *
2881                  * But if that is the case, the data after
2882                  * memcg_limited_groups_array_size is certainly unused
2883                  */
2884                 for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
2885                         if (!cur_params->memcg_caches[i])
2886                                 continue;
2887                         s->memcg_params->memcg_caches[i] =
2888                                                 cur_params->memcg_caches[i];
2889                 }
2890
2891                 /*
2892                  * Ideally, we would wait until all caches succeed, and only
2893                  * then free the old one. But this is not worth the extra
2894                  * pointer per-cache we'd have to have for this.
2895                  *
2896                  * It is not a big deal if some caches are left with a size
2897                  * bigger than the others. And all updates will reset this
2898                  * anyway.
2899                  */
2900                 kfree(cur_params);
2901         }
2902         return 0;
2903 }
2904
2905 int memcg_register_cache(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s,
2906                          struct kmem_cache *root_cache)
2907 {
2908         size_t size;
2909
2910         if (!memcg_kmem_enabled())
2911                 return 0;
2912
2913         if (!memcg) {
2914                 size = offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
2915                 size += memcg_limited_groups_array_size * sizeof(void *);
2916         } else
2917                 size = sizeof(struct memcg_cache_params);
2918
2919         s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
2920         if (!s->memcg_params)
2921                 return -ENOMEM;
2922
2923         if (memcg) {
2924                 s->memcg_params->memcg = memcg;
2925                 s->memcg_params->root_cache = root_cache;
2926                 INIT_WORK(&s->memcg_params->destroy,
2927                                 kmem_cache_destroy_work_func);
2928         } else
2929                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
2930
2931         return 0;
2932 }
2933
2934 void memcg_release_cache(struct kmem_cache *s)
2935 {
2936         struct kmem_cache *root;
2937         struct mem_cgroup *memcg;
2938         int id;
2939
2940         /*
2941          * This happens, for instance, when a root cache goes away before we
2942          * add any memcg.
2943          */
2944         if (!s->memcg_params)
2945                 return;
2946
2947         if (s->memcg_params->is_root_cache)
2948                 goto out;
2949
2950         memcg = s->memcg_params->memcg;
2951         id  = memcg_cache_id(memcg);
2952
2953         root = s->memcg_params->root_cache;
2954         root->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
2955
2956         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
2957         list_del(&s->memcg_params->list);
2958         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
2959
2960         css_put(&memcg->css);
2961 out:
2962         kfree(s->memcg_params);
2963 }
2964
2965 /*
2966  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
2967  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
2968  * enqueing new caches to be created.
2969  *
2970  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
2971  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
2972  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
2973  * objects during debug.
2974  *
2975  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
2976  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
2977  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
2978  * cache again, failing at the same point.
2979  *
2980  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
2981  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
2982  * inside the following two functions.
2983  */
2984 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
2985 {
2986         VM_BUG_ON(!current->mm);
2987         current->memcg_kmem_skip_account++;
2988 }
2989
2990 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
2991 {
2992         VM_BUG_ON(!current->mm);
2993         current->memcg_kmem_skip_account--;
2994 }
2995
2996 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w)
2997 {
2998         struct kmem_cache *cachep;
2999         struct memcg_cache_params *p;
3000
3001         p = container_of(w, struct memcg_cache_params, destroy);
3002
3003         cachep = memcg_params_to_cache(p);
3004
3005         /*
3006          * If we get down to 0 after shrink, we could delete right away.
3007          * However, memcg_release_pages() already puts us back in the workqueue
3008          * in that case. If we proceed deleting, we'll get a dangling
3009          * reference, and removing the object from the workqueue in that case
3010          * is unnecessary complication. We are not a fast path.
3011          *
3012          * Note that this case is fundamentally different from racing with
3013          * shrink_slab(): if memcg_cgroup_destroy_cache() is called in
3014          * kmem_cache_shrink, not only we would be reinserting a dead cache
3015          * into the queue, but doing so from inside the worker racing to
3016          * destroy it.
3017          *
3018          * So if we aren't down to zero, we'll just schedule a worker and try
3019          * again
3020          */
3021         if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) != 0) {
3022                 kmem_cache_shrink(cachep);
3023                 if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) == 0)
3024                         return;
3025         } else
3026                 kmem_cache_destroy(cachep);
3027 }
3028
3029 void mem_cgroup_destroy_cache(struct kmem_cache *cachep)
3030 {
3031         if (!cachep->memcg_params->dead)
3032                 return;
3033
3034         /*
3035          * There are many ways in which we can get here.
3036          *
3037          * We can get to a memory-pressure situation while the delayed work is
3038          * still pending to run. The vmscan shrinkers can then release all
3039          * cache memory and get us to destruction. If this is the case, we'll
3040          * be executed twice, which is a bug (the second time will execute over
3041          * bogus data). In this case, cancelling the work should be fine.
3042          *
3043          * But we can also get here from the worker itself, if
3044          * kmem_cache_shrink is enough to shake all the remaining objects and
3045          * get the page count to 0. In this case, we'll deadlock if we try to
3046          * cancel the work (the worker runs with an internal lock held, which
3047          * is the same lock we would hold for cancel_work_sync().)
3048          *
3049          * Since we can't possibly know who got us here, just refrain from
3050          * running if there is already work pending
3051          */
3052         if (work_pending(&cachep->memcg_params->destroy))
3053                 return;
3054         /*
3055          * We have to defer the actual destroying to a workqueue, because
3056          * we might currently be in a context that cannot sleep.
3057          */
3058         schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3059 }
3060
3061 /*
3062  * This lock protects updaters, not readers. We want readers to be as fast as
3063  * they can, and they will either see NULL or a valid cache value. Our model
3064  * allow them to see NULL, in which case the root memcg will be selected.
3065  *
3066  * We need this lock because multiple allocations to the same cache from a non
3067  * will span more than one worker. Only one of them can create the cache.
3068  */
3069 static DEFINE_MUTEX(memcg_cache_mutex);
3070
3071 /*
3072  * Called with memcg_cache_mutex held
3073  */
3074 static struct kmem_cache *kmem_cache_dup(struct mem_cgroup *memcg,
3075                                          struct kmem_cache *s)
3076 {
3077         struct kmem_cache *new;
3078         static char *tmp_name = NULL;
3079
3080         lockdep_assert_held(&memcg_cache_mutex);
3081
3082         /*
3083          * kmem_cache_create_memcg duplicates the given name and
3084          * cgroup_name for this name requires RCU context.
3085          * This static temporary buffer is used to prevent from
3086          * pointless shortliving allocation.
3087          */
3088         if (!tmp_name) {
3089                 tmp_name = kmalloc(PATH_MAX, GFP_KERNEL);
3090                 if (!tmp_name)
3091                         return NULL;
3092         }
3093
3094         rcu_read_lock();
3095         snprintf(tmp_name, PATH_MAX, "%s(%d:%s)", s->name,
3096                          memcg_cache_id(memcg), cgroup_name(memcg->css.cgroup));
3097         rcu_read_unlock();
3098
3099         new = kmem_cache_create_memcg(memcg, tmp_name, s->object_size, s->align,
3100                                       (s->flags & ~SLAB_PANIC), s->ctor, s);
3101
3102         if (new)
3103                 new->allocflags |= __GFP_KMEMCG;
3104
3105         return new;
3106 }
3107
3108 static struct kmem_cache *memcg_create_kmem_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3109                                                   struct kmem_cache *cachep)
3110 {
3111         struct kmem_cache *new_cachep;
3112         int idx;
3113
3114         BUG_ON(!memcg_can_account_kmem(memcg));
3115
3116         idx = memcg_cache_id(memcg);
3117
3118         mutex_lock(&memcg_cache_mutex);
3119         new_cachep = cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3120         if (new_cachep) {
3121                 css_put(&memcg->css);
3122                 goto out;
3123         }
3124
3125         new_cachep = kmem_cache_dup(memcg, cachep);
3126         if (new_cachep == NULL) {
3127                 new_cachep = cachep;
3128                 css_put(&memcg->css);
3129                 goto out;
3130         }
3131
3132         atomic_set(&new_cachep->memcg_params->nr_pages , 0);
3133
3134         cachep->memcg_params->memcg_caches[idx] = new_cachep;
3135         /*
3136          * the readers won't lock, make sure everybody sees the updated value,
3137          * so they won't put stuff in the queue again for no reason
3138          */
3139         wmb();
3140 out:
3141         mutex_unlock(&memcg_cache_mutex);
3142         return new_cachep;
3143 }
3144
3145 void kmem_cache_destroy_memcg_children(struct kmem_cache *s)
3146 {
3147         struct kmem_cache *c;
3148         int i;
3149
3150         if (!s->memcg_params)
3151                 return;
3152         if (!s->memcg_params->is_root_cache)
3153                 return;
3154
3155         /*
3156          * If the cache is being destroyed, we trust that there is no one else
3157          * requesting objects from it. Even if there are, the sanity checks in
3158          * kmem_cache_destroy should caught this ill-case.
3159          *
3160          * Still, we don't want anyone else freeing memcg_caches under our
3161          * noses, which can happen if a new memcg comes to life. As usual,
3162          * we'll take the set_limit_mutex to protect ourselves against this.
3163          */
3164         mutex_lock(&set_limit_mutex);
3165         for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3166                 c = s->memcg_params->memcg_caches[i];
3167                 if (!c)
3168                         continue;
3169
3170                 /*
3171                  * We will now manually delete the caches, so to avoid races
3172                  * we need to cancel all pending destruction workers and
3173                  * proceed with destruction ourselves.
3174                  *
3175                  * kmem_cache_destroy() will call kmem_cache_shrink internally,
3176                  * and that could spawn the workers again: it is likely that
3177                  * the cache still have active pages until this very moment.
3178                  * This would lead us back to mem_cgroup_destroy_cache.
3179                  *
3180                  * But that will not execute at all if the "dead" flag is not
3181                  * set, so flip it down to guarantee we are in control.
3182                  */
3183                 c->memcg_params->dead = false;
3184                 cancel_work_sync(&c->memcg_params->destroy);
3185                 kmem_cache_destroy(c);
3186         }
3187         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3188 }
3189
3190 struct create_work {
3191         struct mem_cgroup *memcg;
3192         struct kmem_cache *cachep;
3193         struct work_struct work;
3194 };
3195
3196 static void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3197 {
3198         struct kmem_cache *cachep;
3199         struct memcg_cache_params *params;
3200
3201         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3202                 return;
3203
3204         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3205         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list) {
3206                 cachep = memcg_params_to_cache(params);
3207                 cachep->memcg_params->dead = true;
3208                 schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3209         }
3210         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3211 }
3212
3213 static void memcg_create_cache_work_func(struct work_struct *w)
3214 {
3215         struct create_work *cw;
3216
3217         cw = container_of(w, struct create_work, work);
3218         memcg_create_kmem_cache(cw->memcg, cw->cachep);
3219         kfree(cw);
3220 }
3221
3222 /*
3223  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
3224  */
3225 static void __memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3226                                          struct kmem_cache *cachep)
3227 {
3228         struct create_work *cw;
3229
3230         cw = kmalloc(sizeof(struct create_work), GFP_NOWAIT);
3231         if (cw == NULL) {
3232                 css_put(&memcg->css);
3233                 return;
3234         }
3235
3236         cw->memcg = memcg;
3237         cw->cachep = cachep;
3238
3239         INIT_WORK(&cw->work, memcg_create_cache_work_func);
3240         schedule_work(&cw->work);
3241 }
3242
3243 static void memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3244                                        struct kmem_cache *cachep)
3245 {
3246         /*
3247          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
3248          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
3249          * in __memcg_create_cache_enqueue will recurse.
3250          *
3251          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
3252          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
3253          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
3254          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
3255          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
3256          */
3257         memcg_stop_kmem_account();
3258         __memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3259         memcg_resume_kmem_account();
3260 }
3261 /*
3262  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
3263  * We try to use the current memcg's version of the cache.
3264  *
3265  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
3266  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
3267  * in a workqueue.
3268  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
3269  * the original cache.
3270  *
3271  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
3272  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
3273  */
3274 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
3275                                           gfp_t gfp)
3276 {
3277         struct mem_cgroup *memcg;
3278         int idx;
3279
3280         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
3281         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
3282
3283         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3284                 return cachep;
3285
3286         rcu_read_lock();
3287         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
3288
3289         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
3290                 goto out;
3291
3292         idx = memcg_cache_id(memcg);
3293
3294         /*
3295          * barrier to mare sure we're always seeing the up to date value.  The
3296          * code updating memcg_caches will issue a write barrier to match this.
3297          */
3298         read_barrier_depends();
3299         if (likely(cachep->memcg_params->memcg_caches[idx])) {
3300                 cachep = cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3301                 goto out;
3302         }
3303
3304         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
3305         if (!css_tryget(&memcg->css))
3306                 goto out;
3307         rcu_read_unlock();
3308
3309         /*
3310          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
3311          * context), we could be be predictable and return right away.
3312          * This would guarantee that the allocation being performed
3313          * already belongs in the new cache.
3314          *
3315          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
3316          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
3317          * kmem_cache_dup, this means no further allocation could happen
3318          * with the slab_mutex held.
3319          *
3320          * Also, because cache creation issue get_online_cpus(), this
3321          * creates a lock chain: memcg_slab_mutex -> cpu_hotplug_mutex,
3322          * that ends up reversed during cpu hotplug. (cpuset allocates
3323          * a bunch of GFP_KERNEL memory during cpuup). Due to all that,
3324          * better to defer everything.
3325          */
3326         memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3327         return cachep;
3328 out:
3329         rcu_read_unlock();
3330         return cachep;
3331 }
3332 EXPORT_SYMBOL(__memcg_kmem_get_cache);
3333
3334 /*
3335  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
3336  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
3337  * need a further commit step to do the final arrangements.
3338  *
3339  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
3340  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
3341  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
3342  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
3343  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
3344  * the compiled-out case as well.
3345  *
3346  * Returning true means the allocation is possible.
3347  */
3348 bool
3349 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
3350 {
3351         struct mem_cgroup *memcg;
3352         int ret;
3353
3354         *_memcg = NULL;
3355
3356         /*
3357          * Disabling accounting is only relevant for some specific memcg
3358          * internal allocations. Therefore we would initially not have such
3359          * check here, since direct calls to the page allocator that are marked
3360          * with GFP_KMEMCG only happen outside memcg core. We are mostly
3361          * concerned with cache allocations, and by having this test at
3362          * memcg_kmem_get_cache, we are already able to relay the allocation to
3363          * the root cache and bypass the memcg cache altogether.
3364          *
3365          * There is one exception, though: the SLUB allocator does not create
3366          * large order caches, but rather service large kmallocs directly from
3367          * the page allocator. Therefore, the following sequence when backed by
3368          * the SLUB allocator:
3369          *
3370          *      memcg_stop_kmem_account();
3371          *      kmalloc(<large_number>)
3372          *      memcg_resume_kmem_account();
3373          *
3374          * would effectively ignore the fact that we should skip accounting,
3375          * since it will drive us directly to this function without passing
3376          * through the cache selector memcg_kmem_get_cache. Such large
3377          * allocations are extremely rare but can happen, for instance, for the
3378          * cache arrays. We bring this test here.
3379          */
3380         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3381                 return true;
3382
3383         memcg = try_get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
3384
3385         /*
3386          * very rare case described in mem_cgroup_from_task. Unfortunately there
3387          * isn't much we can do without complicating this too much, and it would
3388          * be gfp-dependent anyway. Just let it go
3389          */
3390         if (unlikely(!memcg))
3391                 return true;
3392
3393         if (!memcg_can_account_kmem(memcg)) {
3394                 css_put(&memcg->css);
3395                 return true;
3396         }
3397
3398         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, PAGE_SIZE << order);
3399         if (!ret)
3400                 *_memcg = memcg;
3401
3402         css_put(&memcg->css);
3403         return (ret == 0);
3404 }
3405
3406 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3407                               int order)
3408 {
3409         struct page_cgroup *pc;
3410
3411         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3412
3413         /* The page allocation failed. Revert */
3414         if (!page) {
3415                 memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3416                 return;
3417         }
3418
3419         pc = lookup_page_cgroup(page);
3420         lock_page_cgroup(pc);
3421         pc->mem_cgroup = memcg;
3422         SetPageCgroupUsed(pc);
3423         unlock_page_cgroup(pc);
3424 }
3425
3426 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
3427 {
3428         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3429         struct page_cgroup *pc;
3430
3431
3432         pc = lookup_page_cgroup(page);
3433         /*
3434          * Fast unlocked return. Theoretically might have changed, have to
3435          * check again after locking.
3436          */
3437         if (!PageCgroupUsed(pc))
3438                 return;
3439
3440         lock_page_cgroup(pc);
3441         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3442                 memcg = pc->mem_cgroup;
3443                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3444         }
3445         unlock_page_cgroup(pc);
3446
3447         /*
3448          * We trust that only if there is a memcg associated with the page, it
3449          * is a valid allocation
3450          */
3451         if (!memcg)
3452                 return;
3453
3454         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3455         memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3456 }
3457 #else
3458 static inline void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3459 {
3460 }
3461 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3462
3463 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3464
3465 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
3466 /*
3467  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3468  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
3469  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
3470  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
3471  */
3472 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3473 {
3474         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
3475         struct page_cgroup *pc;
3476         struct mem_cgroup *memcg;
3477         int i;
3478
3479         if (mem_cgroup_disabled())
3480                 return;
3481
3482         memcg = head_pc->mem_cgroup;
3483         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3484                 pc = head_pc + i;
3485                 pc->mem_cgroup = memcg;
3486                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
3487                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
3488         }
3489         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
3490                        HPAGE_PMD_NR);
3491 }
3492 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3493
3494 /**
3495  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3496  * @page: the page
3497  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3498  * @pc: page_cgroup of the page.
3499  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3500  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3501  *
3502  * The caller must confirm following.
3503  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3504  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3505  *
3506  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3507  * from old cgroup.
3508  */
3509 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3510                                    unsigned int nr_pages,
3511                                    struct page_cgroup *pc,
3512                                    struct mem_cgroup *from,
3513                                    struct mem_cgroup *to)
3514 {
3515         unsigned long flags;
3516         int ret;
3517         bool anon = PageAnon(page);
3518
3519         VM_BUG_ON(from == to);
3520         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
3521         /*
3522          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3523          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3524          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3525          * hold it.
3526          */
3527         ret = -EBUSY;
3528         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3529                 goto out;
3530
3531         lock_page_cgroup(pc);
3532
3533         ret = -EINVAL;
3534         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
3535                 goto unlock;
3536
3537         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
3538
3539         if (!anon && page_mapped(page)) {
3540                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup */
3541                 preempt_disable();
3542                 __this_cpu_dec(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
3543                 __this_cpu_inc(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
3544                 preempt_enable();
3545         }
3546         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, anon, -nr_pages);
3547
3548         /* caller should have done css_get */
3549         pc->mem_cgroup = to;
3550         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, anon, nr_pages);
3551         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
3552         ret = 0;
3553 unlock:
3554         unlock_page_cgroup(pc);
3555         /*
3556          * check events
3557          */
3558         memcg_check_events(to, page);
3559         memcg_check_events(from, page);
3560 out:
3561         return ret;
3562 }
3563
3564 /**
3565  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
3566  * @page: the page to move
3567  * @pc: page_cgroup of the page
3568  * @child: page's cgroup
3569  *
3570  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
3571  * parent (aka use_hierarchy==0).
3572  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
3573  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
3574  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
3575  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
3576  * on the next attempt and the call should be retried later.
3577  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
3578  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
3579  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
3580  * LRU or vanish.
3581  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
3582  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
3583  * disappear in the next attempt.
3584  */
3585 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
3586                                   struct page_cgroup *pc,
3587                                   struct mem_cgroup *child)
3588 {
3589         struct mem_cgroup *parent;
3590         unsigned int nr_pages;
3591         unsigned long uninitialized_var(flags);
3592         int ret;
3593
3594         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
3595
3596         ret = -EBUSY;
3597         if (!get_page_unless_zero(page))
3598                 goto out;
3599         if (isolate_lru_page(page))
3600                 goto put;
3601
3602         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
3603
3604         parent = parent_mem_cgroup(child);
3605         /*
3606          * If no parent, move charges to root cgroup.
3607          */
3608         if (!parent)
3609                 parent = root_mem_cgroup;
3610
3611         if (nr_pages > 1) {
3612                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3613                 flags = compound_lock_irqsave(page);
3614         }
3615
3616         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
3617                                 pc, child, parent);
3618         if (!ret)
3619                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
3620
3621         if (nr_pages > 1)
3622                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
3623         putback_lru_page(page);
3624 put:
3625         put_page(page);
3626 out:
3627         return ret;
3628 }
3629
3630 /*
3631  * Charge the memory controller for page usage.
3632  * Return
3633  * 0 if the charge was successful
3634  * < 0 if the cgroup is over its limit
3635  */
3636 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3637                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
3638 {
3639         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3640         unsigned int nr_pages = 1;
3641         bool oom = true;
3642         int ret;
3643
3644         if (PageTransHuge(page)) {
3645                 nr_pages <<= compound_order(page);
3646                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3647                 /*
3648                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
3649                  * fault handler will fall back to regular pages.
3650                  */
3651                 oom = false;
3652         }
3653
3654         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
3655         if (ret == -ENOMEM)
3656                 return ret;
3657         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, ctype, false);
3658         return 0;
3659 }
3660
3661 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
3662                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
3663 {
3664         if (mem_cgroup_disabled())
3665                 return 0;
3666         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3667         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3668         VM_BUG_ON(!mm);
3669         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
3670                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3671 }
3672
3673 /*
3674  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
3675  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
3676  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
3677  * "commit()" or removed by "cancel()"
3678  */
3679 static int __mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
3680                                           struct page *page,
3681                                           gfp_t mask,
3682                                           struct mem_cgroup **memcgp)
3683 {
3684         struct mem_cgroup *memcg;
3685         struct page_cgroup *pc;
3686         int ret;
3687
3688         pc = lookup_page_cgroup(page);
3689         /*
3690          * Every swap fault against a single page tries to charge the
3691          * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
3692          * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
3693          * the page lock, which serializes swap cache removal, which
3694          * in turn serializes uncharging.
3695          */
3696         if (PageCgroupUsed(pc))
3697                 return 0;
3698         if (!do_swap_account)
3699                 goto charge_cur_mm;
3700         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
3701         if (!memcg)
3702                 goto charge_cur_mm;
3703         *memcgp = memcg;
3704         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
3705         css_put(&memcg->css);
3706         if (ret == -EINTR)
3707                 ret = 0;
3708         return ret;
3709 charge_cur_mm:
3710         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
3711         if (ret == -EINTR)
3712                 ret = 0;
3713         return ret;
3714 }
3715
3716 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm, struct page *page,
3717                                  gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
3718 {
3719         *memcgp = NULL;
3720         if (mem_cgroup_disabled())
3721                 return 0;
3722         /*
3723          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already
3724          * updated the pte, and even removed page from swap cache: in
3725          * those cases unuse_pte()'s pte_same() test will fail; but
3726          * there's also a KSM case which does need to charge the page.
3727          */
3728         if (!PageSwapCache(page)) {
3729                 int ret;
3730
3731                 ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, 1, memcgp, true);
3732                 if (ret == -EINTR)
3733                         ret = 0;
3734                 return ret;
3735         }
3736         return __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, memcgp);
3737 }
3738
3739 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
3740 {
3741         if (mem_cgroup_disabled())
3742                 return;
3743         if (!memcg)
3744                 return;
3745         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
3746 }
3747
3748 static void
3749 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3750                                         enum charge_type ctype)
3751 {
3752         if (mem_cgroup_disabled())
3753                 return;
3754         if (!memcg)
3755                 return;
3756
3757         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
3758         /*
3759          * Now swap is on-memory. This means this page may be
3760          * counted both as mem and swap....double count.
3761          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
3762          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
3763          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
3764          */
3765         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
3766                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
3767                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
3768         }
3769 }
3770
3771 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
3772                                      struct mem_cgroup *memcg)
3773 {
3774         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
3775                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3776 }
3777
3778 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3779                                 gfp_t gfp_mask)
3780 {
3781         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3782         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3783         int ret;
3784
3785         if (mem_cgroup_disabled())
3786                 return 0;
3787         if (PageCompound(page))
3788                 return 0;
3789
3790         if (!PageSwapCache(page))
3791                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
3792         else { /* page is swapcache/shmem */
3793                 ret = __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page,
3794                                                      gfp_mask, &memcg);
3795                 if (!ret)
3796                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
3797         }
3798         return ret;
3799 }
3800
3801 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
3802                                    unsigned int nr_pages,
3803                                    const enum charge_type ctype)
3804 {
3805         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
3806         bool uncharge_memsw = true;
3807
3808         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
3809         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
3810                 uncharge_memsw = false;
3811
3812         batch = &current->memcg_batch;
3813         /*
3814          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
3815          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
3816          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
3817          */
3818         if (!batch->memcg)
3819                 batch->memcg = memcg;
3820         /*
3821          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
3822          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
3823          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
3824          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
3825          * because we want to do uncharge as soon as possible.
3826          */
3827
3828         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
3829                 goto direct_uncharge;
3830
3831         if (nr_pages > 1)
3832                 goto direct_uncharge;
3833
3834         /*
3835          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
3836          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
3837          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
3838          */
3839         if (batch->memcg != memcg)
3840                 goto direct_uncharge;
3841         /* remember freed charge and uncharge it later */
3842         batch->nr_pages++;
3843         if (uncharge_memsw)
3844                 batch->memsw_nr_pages++;
3845         return;
3846 direct_uncharge:
3847         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
3848         if (uncharge_memsw)
3849                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
3850         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
3851                 memcg_oom_recover(memcg);
3852 }
3853
3854 /*
3855  * uncharge if !page_mapped(page)
3856  */
3857 static struct mem_cgroup *
3858 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype,
3859                              bool end_migration)
3860 {
3861         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3862         unsigned int nr_pages = 1;
3863         struct page_cgroup *pc;
3864         bool anon;
3865
3866         if (mem_cgroup_disabled())
3867                 return NULL;
3868
3869         if (PageTransHuge(page)) {
3870                 nr_pages <<= compound_order(page);
3871                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3872         }
3873         /*
3874          * Check if our page_cgroup is valid
3875          */
3876         pc = lookup_page_cgroup(page);
3877         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
3878                 return NULL;
3879
3880         lock_page_cgroup(pc);
3881
3882         memcg = pc->mem_cgroup;
3883
3884         if (!PageCgroupUsed(pc))
3885                 goto unlock_out;
3886
3887         anon = PageAnon(page);
3888
3889         switch (ctype) {
3890         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON:
3891                 /*
3892                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
3893                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
3894                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
3895                  */
3896                 anon = true;
3897                 /* fallthrough */
3898         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
3899                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
3900                 if (page_mapped(page))
3901                         goto unlock_out;
3902                 /*
3903                  * Pages under migration may not be uncharged.  But
3904                  * end_migration() /must/ be the one uncharging the
3905                  * unused post-migration page and so it has to call
3906                  * here with the migration bit still set.  See the
3907                  * res_counter handling below.
3908                  */
3909                 if (!end_migration && PageCgroupMigration(pc))
3910                         goto unlock_out;
3911                 break;
3912         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
3913                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
3914                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
3915                                 goto unlock_out;
3916                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
3917                                 goto unlock_out;
3918                 break;
3919         default:
3920                 break;
3921         }
3922
3923         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, -nr_pages);
3924
3925         ClearPageCgroupUsed(pc);
3926         /*
3927          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
3928          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
3929          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
3930          * special functions.
3931          */
3932
3933         unlock_page_cgroup(pc);
3934         /*
3935          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
3936          * will never be freed, so it's safe to call css_get().
3937          */
3938         memcg_check_events(memcg, page);
3939         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
3940                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
3941                 css_get(&memcg->css);
3942         }
3943         /*
3944          * Migration does not charge the res_counter for the
3945          * replacement page, so leave it alone when phasing out the
3946          * page that is unused after the migration.
3947          */
3948         if (!end_migration && !mem_cgroup_is_root(memcg))
3949                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
3950
3951         return memcg;
3952
3953 unlock_out:
3954         unlock_page_cgroup(pc);
3955         return NULL;
3956 }
3957
3958 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
3959 {
3960         /* early check. */
3961         if (page_mapped(page))
3962                 return;
3963         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3964         /*
3965          * If the page is in swap cache, uncharge should be deferred
3966          * to the swap path, which also properly accounts swap usage
3967          * and handles memcg lifetime.
3968          *
3969          * Note that this check is not stable and reclaim may add the
3970          * page to swap cache at any time after this.  However, if the
3971          * page is not in swap cache by the time page->mapcount hits
3972          * 0, there won't be any page table references to the swap
3973          * slot, and reclaim will free it and not actually write the
3974          * page to disk.
3975          */
3976         if (PageSwapCache(page))
3977                 return;
3978         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
3979 }
3980
3981 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
3982 {
3983         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3984         VM_BUG_ON(page->mapping);
3985         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE, false);
3986 }
3987
3988 /*
3989  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
3990  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
3991  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
3992  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
3993  * This may be called prural(2) times in a context,
3994  */
3995
3996 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
3997 {
3998         current->memcg_batch.do_batch++;
3999         /* We can do nest. */
4000         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
4001                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
4002                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
4003                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
4004         }
4005 }
4006
4007 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
4008 {
4009         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
4010
4011         if (!batch->do_batch)
4012                 return;
4013
4014         batch->do_batch--;
4015         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
4016                 return;
4017
4018         if (!batch->memcg)
4019                 return;
4020         /*
4021          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
4022          * bacause we hide charges behind us.
4023          */
4024         if (batch->nr_pages)
4025                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
4026                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
4027         if (batch->memsw_nr_pages)
4028                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
4029                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
4030         memcg_oom_recover(batch->memcg);
4031         /* forget this pointer (for sanity check) */
4032         batch->memcg = NULL;
4033 }
4034
4035 #ifdef CONFIG_SWAP
4036 /*
4037  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
4038  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
4039  */
4040 void
4041 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
4042 {
4043         struct mem_cgroup *memcg;
4044         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
4045
4046         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
4047                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
4048
4049         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype, false);
4050
4051         /*
4052          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
4053          * css_get() was called in uncharge().
4054          */
4055         if (do_swap_account && swapout && memcg)
4056                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
4057 }
4058 #endif
4059
4060 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4061 /*
4062  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
4063  * uncharge "memsw" account.
4064  */
4065 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
4066 {
4067         struct mem_cgroup *memcg;
4068         unsigned short id;
4069
4070         if (!do_swap_account)
4071                 return;
4072
4073         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
4074         rcu_read_lock();
4075         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
4076         if (memcg) {
4077                 /*
4078                  * We uncharge this because swap is freed.
4079                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
4080                  */
4081                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4082                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
4083                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
4084                 css_put(&memcg->css);
4085         }
4086         rcu_read_unlock();
4087 }
4088
4089 /**
4090  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
4091  * @entry: swap entry to be moved
4092  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
4093  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
4094  *
4095  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
4096  * as the mem_cgroup's id of @from.
4097  *
4098  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
4099  *
4100  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
4101  * both res and memsw, and called css_get().
4102  */
4103 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4104                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4105 {
4106         unsigned short old_id, new_id;
4107
4108         old_id = css_id(&from->css);
4109         new_id = css_id(&to->css);
4110
4111         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
4112                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
4113                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
4114                 /*
4115                  * This function is only called from task migration context now.
4116                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
4117                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
4118                  * improvement. But we cannot postpone css_get(to)  because if
4119                  * the process that has been moved to @to does swap-in, the
4120                  * refcount of @to might be decreased to 0.
4121                  *
4122                  * We are in attach() phase, so the cgroup is guaranteed to be
4123                  * alive, so we can just call css_get().
4124                  */
4125                 css_get(&to->css);
4126                 return 0;
4127         }
4128         return -EINVAL;
4129 }
4130 #else
4131 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4132                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4133 {
4134         return -EINVAL;
4135 }
4136 #endif
4137
4138 /*
4139  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
4140  * page belongs to.
4141  */
4142 void mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page, struct page *newpage,
4143                                   struct mem_cgroup **memcgp)
4144 {
4145         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4146         unsigned int nr_pages = 1;
4147         struct page_cgroup *pc;
4148         enum charge_type ctype;
4149
4150         *memcgp = NULL;
4151
4152         if (mem_cgroup_disabled())
4153                 return;
4154
4155         if (PageTransHuge(page))
4156                 nr_pages <<= compound_order(page);
4157
4158         pc = lookup_page_cgroup(page);
4159         lock_page_cgroup(pc);
4160         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4161                 memcg = pc->mem_cgroup;
4162                 css_get(&memcg->css);
4163                 /*
4164                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
4165                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
4166                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
4167                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
4168                  * until end_migration() is called
4169                  *
4170                  * Corner Case Thinking
4171                  * A)
4172                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
4173                  * while migration was ongoing.
4174                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
4175                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
4176                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
4177                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
4178                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
4179                  *
4180                  * B)
4181                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
4182                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
4183                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
4184                  * without charging it again.
4185                  *
4186                  * C)
4187                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
4188                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
4189                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
4190                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
4191                  */
4192                 if (PageAnon(page))
4193                         SetPageCgroupMigration(pc);
4194         }
4195         unlock_page_cgroup(pc);
4196         /*
4197          * If the page is not charged at this point,
4198          * we return here.
4199          */
4200         if (!memcg)
4201                 return;
4202
4203         *memcgp = memcg;
4204         /*
4205          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
4206          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
4207          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
4208          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
4209          */
4210         if (PageAnon(page))
4211                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON;
4212         else
4213                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4214         /*
4215          * The page is committed to the memcg, but it's not actually
4216          * charged to the res_counter since we plan on replacing the
4217          * old one and only one page is going to be left afterwards.
4218          */
4219         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, nr_pages, ctype, false);
4220 }
4221
4222 /* remove redundant charge if migration failed*/
4223 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
4224         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
4225 {
4226         struct page *used, *unused;
4227         struct page_cgroup *pc;
4228         bool anon;
4229
4230         if (!memcg)
4231                 return;
4232
4233         if (!migration_ok) {
4234                 used = oldpage;
4235                 unused = newpage;
4236         } else {
4237                 used = newpage;
4238                 unused = oldpage;
4239         }
4240         anon = PageAnon(used);
4241         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
4242                                      anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON
4243                                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE,
4244                                      true);
4245         css_put(&memcg->css);
4246         /*
4247          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
4248          * of the page goes down to zero, temporarly.
4249          * Clear the flag and check the page should be charged.
4250          */
4251         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4252         lock_page_cgroup(pc);
4253         ClearPageCgroupMigration(pc);
4254         unlock_page_cgroup(pc);
4255
4256         /*
4257          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
4258          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
4259          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
4260          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
4261          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
4262          * check. (see prepare_charge() also)
4263          */
4264         if (anon)
4265                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
4266 }
4267
4268 /*
4269  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
4270  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
4271  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
4272  */
4273 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
4274                                   struct page *newpage)
4275 {
4276         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4277         struct page_cgroup *pc;
4278         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4279
4280         if (mem_cgroup_disabled())
4281                 return;
4282
4283         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4284         /* fix accounting on old pages */
4285         lock_page_cgroup(pc);
4286         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4287                 memcg = pc->mem_cgroup;
4288                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, oldpage, false, -1);
4289                 ClearPageCgroupUsed(pc);
4290         }
4291         unlock_page_cgroup(pc);
4292
4293         /*
4294          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
4295          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
4296          */
4297         if (!memcg)
4298                 return;
4299         /*
4300          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
4301          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
4302          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
4303          */
4304         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
4305 }
4306
4307 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4308 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
4309 {
4310         struct page_cgroup *pc;
4311
4312         pc = lookup_page_cgroup(page);
4313         /*
4314          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
4315          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
4316          * or when mem_cgroup_disabled().
4317          */
4318         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
4319                 return pc;
4320         return NULL;
4321 }
4322
4323 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
4324 {
4325         if (mem_cgroup_disabled())
4326                 return false;
4327
4328         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
4329 }
4330
4331 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
4332 {
4333         struct page_cgroup *pc;
4334
4335         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
4336         if (pc) {
4337                 pr_alert("pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
4338                          pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
4339         }
4340 }
4341 #endif
4342
4343 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4344                                 unsigned long long val)
4345 {
4346         int retry_count;
4347         u64 memswlimit, memlimit;
4348         int ret = 0;
4349         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4350         u64 curusage, oldusage;
4351         int enlarge;
4352
4353         /*
4354          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
4355          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
4356          * of # of children which we should visit in this loop.
4357          */
4358         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
4359
4360         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4361
4362         enlarge = 0;
4363         while (retry_count) {
4364                 if (signal_pending(current)) {
4365                         ret = -EINTR;
4366                         break;
4367                 }
4368                 /*
4369                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4370                  * open coded manner. You see what this really does.
4371                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4372                  */
4373                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4374                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4375                 if (memswlimit < val) {
4376                         ret = -EINVAL;
4377                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4378                         break;
4379                 }
4380
4381                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4382                 if (memlimit < val)
4383                         enlarge = 1;
4384
4385                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
4386                 if (!ret) {
4387                         if (memswlimit == val)
4388                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4389                         else
4390                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4391                 }
4392                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4393
4394                 if (!ret)
4395                         break;
4396
4397                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4398                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4399                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4400                 /* Usage is reduced ? */
4401                 if (curusage >= oldusage)
4402                         retry_count--;
4403                 else
4404                         oldusage = curusage;
4405         }
4406         if (!ret && enlarge)
4407                 memcg_oom_recover(memcg);
4408
4409         return ret;
4410 }
4411
4412 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4413                                         unsigned long long val)
4414 {
4415         int retry_count;
4416         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
4417         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4418         int ret = -EBUSY;
4419         int enlarge = 0;
4420
4421         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
4422         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4423         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4424         while (retry_count) {
4425                 if (signal_pending(current)) {
4426                         ret = -EINTR;
4427                         break;
4428                 }
4429                 /*
4430                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4431                  * open coded manner. You see what this really does.
4432                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4433                  */
4434                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4435                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4436                 if (memlimit > val) {
4437                         ret = -EINVAL;
4438                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4439                         break;
4440                 }
4441                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4442                 if (memswlimit < val)
4443                         enlarge = 1;
4444                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
4445                 if (!ret) {
4446                         if (memlimit == val)
4447                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4448                         else
4449                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4450                 }
4451                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4452
4453                 if (!ret)
4454                         break;
4455
4456                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4457                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
4458                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4459                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4460                 /* Usage is reduced ? */
4461                 if (curusage >= oldusage)
4462                         retry_count--;
4463                 else
4464                         oldusage = curusage;
4465         }
4466         if (!ret && enlarge)
4467                 memcg_oom_recover(memcg);
4468         return ret;
4469 }
4470
4471 /**
4472  * mem_cgroup_force_empty_list - clears LRU of a group
4473  * @memcg: group to clear
4474  * @node: NUMA node
4475  * @zid: zone id
4476  * @lru: lru to to clear
4477  *
4478  * Traverse a specified page_cgroup list and try to drop them all.  This doesn't
4479  * reclaim the pages page themselves - pages are moved to the parent (or root)
4480  * group.
4481  */
4482 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
4483                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
4484 {
4485         struct lruvec *lruvec;
4486         unsigned long flags;
4487         struct list_head *list;
4488         struct page *busy;
4489         struct zone *zone;
4490
4491         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
4492         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
4493         list = &lruvec->lists[lru];
4494
4495         busy = NULL;
4496         do {
4497                 struct page_cgroup *pc;
4498                 struct page *page;
4499
4500                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
4501                 if (list_empty(list)) {
4502                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4503                         break;
4504                 }
4505                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
4506                 if (busy == page) {
4507                         list_move(&page->lru, list);
4508                         busy = NULL;
4509                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4510                         continue;
4511                 }
4512                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4513
4514                 pc = lookup_page_cgroup(page);
4515
4516                 if (mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg)) {
4517                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
4518                         busy = page;
4519                         cond_resched();
4520                 } else
4521                         busy = NULL;
4522         } while (!list_empty(list));
4523 }
4524
4525 /*
4526  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task by moving
4527  * all the charges and pages to the parent.
4528  * This enables deleting this mem_cgroup.
4529  *
4530  * Caller is responsible for holding css reference on the memcg.
4531  */
4532 static void mem_cgroup_reparent_charges(struct mem_cgroup *memcg)
4533 {
4534         int node, zid;
4535         u64 usage;
4536
4537         do {
4538                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
4539                 lru_add_drain_all();
4540                 drain_all_stock_sync(memcg);
4541                 mem_cgroup_start_move(memcg);
4542                 for_each_node_state(node, N_MEMORY) {
4543                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4544                                 enum lru_list lru;
4545                                 for_each_lru(lru) {
4546                                         mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
4547                                                         node, zid, lru);
4548                                 }
4549                         }
4550                 }
4551                 mem_cgroup_end_move(memcg);
4552                 memcg_oom_recover(memcg);
4553                 cond_resched();
4554
4555                 /*
4556                  * Kernel memory may not necessarily be trackable to a specific
4557                  * process. So they are not migrated, and therefore we can't
4558                  * expect their value to drop to 0 here.
4559                  * Having res filled up with kmem only is enough.
4560                  *
4561                  * This is a safety check because mem_cgroup_force_empty_list
4562                  * could have raced with mem_cgroup_replace_page_cache callers
4563                  * so the lru seemed empty but the page could have been added
4564                  * right after the check. RES_USAGE should be safe as we always
4565                  * charge before adding to the LRU.
4566                  */
4567                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) -
4568                         res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE);
4569         } while (usage > 0);
4570 }
4571
4572 /*
4573  * This mainly exists for tests during the setting of set of use_hierarchy.
4574  * Since this is the very setting we are changing, the current hierarchy value
4575  * is meaningless
4576  */
4577 static inline bool __memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4578 {
4579         struct cgroup_subsys_state *pos;
4580
4581         /* bounce at first found */
4582         css_for_each_child(pos, &memcg->css)
4583                 return true;
4584         return false;
4585 }
4586
4587 /*
4588  * Must be called with memcg_create_mutex held, unless the cgroup is guaranteed
4589  * to be already dead (as in mem_cgroup_force_empty, for instance).  This is
4590  * from mem_cgroup_count_children(), in the sense that we don't really care how
4591  * many children we have; we only need to know if we have any.  It also counts
4592  * any memcg without hierarchy as infertile.
4593  */
4594 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4595 {
4596         return memcg->use_hierarchy && __memcg_has_children(memcg);
4597 }
4598
4599 /*
4600  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
4601  * the rest to the parent.
4602  *
4603  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
4604  */
4605 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
4606 {
4607         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4608         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
4609
4610         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
4611         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
4612                 return -EBUSY;
4613
4614         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
4615         lru_add_drain_all();
4616         /* try to free all pages in this cgroup */
4617         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
4618                 int progress;
4619
4620                 if (signal_pending(current))
4621                         return -EINTR;
4622
4623                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
4624                                                 false);
4625                 if (!progress) {
4626                         nr_retries--;
4627                         /* maybe some writeback is necessary */
4628                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
4629                 }
4630
4631         }
4632         lru_add_drain();
4633         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
4634
4635         return 0;
4636 }
4637
4638 static int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4639                                         unsigned int event)
4640 {
4641         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4642
4643         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
4644                 return -EINVAL;
4645         return mem_cgroup_force_empty(memcg);
4646 }
4647
4648 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4649                                      struct cftype *cft)
4650 {
4651         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
4652 }
4653
4654 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4655                                       struct cftype *cft, u64 val)
4656 {
4657         int retval = 0;
4658         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4659         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
4660
4661         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4662
4663         if (memcg->use_hierarchy == val)
4664                 goto out;
4665
4666         /*
4667          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
4668          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
4669          * occur, provided the current cgroup has no children.
4670          *
4671          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
4672          * set if there are no children.
4673          */
4674         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
4675                                 (val == 1 || val == 0)) {
4676                 if (!__memcg_has_children(memcg))
4677                         memcg->use_hierarchy = val;
4678                 else
4679                         retval = -EBUSY;
4680         } else
4681                 retval = -EINVAL;
4682
4683 out:
4684         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4685
4686         return retval;
4687 }
4688
4689
4690 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
4691                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
4692 {
4693         struct mem_cgroup *iter;
4694         long val = 0;
4695
4696         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
4697         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4698                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
4699
4700         if (val < 0) /* race ? */
4701                 val = 0;
4702         return val;
4703 }
4704
4705 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4706 {
4707         u64 val;
4708
4709         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
4710                 if (!swap)
4711                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4712                 else
4713                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4714         }
4715
4716         /*
4717          * Transparent hugepages are still accounted for in MEM_CGROUP_STAT_RSS
4718          * as well as in MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE.
4719          */
4720         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
4721         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
4722
4723         if (swap)
4724                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
4725
4726         return val << PAGE_SHIFT;
4727 }
4728
4729 static ssize_t mem_cgroup_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4730                                struct cftype *cft, struct file *file,
4731                                char __user *buf, size_t nbytes, loff_t *ppos)
4732 {
4733         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4734         char str[64];
4735         u64 val;
4736         int name, len;
4737         enum res_type type;
4738
4739         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4740         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
4741
4742         switch (type) {
4743         case _MEM:
4744                 if (name == RES_USAGE)
4745                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4746                 else
4747                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
4748                 break;
4749         case _MEMSWAP:
4750                 if (name == RES_USAGE)
4751                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4752                 else
4753                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
4754                 break;
4755         case _KMEM:
4756                 val = res_counter_read_u64(&memcg->kmem, name);
4757                 break;
4758         default:
4759                 BUG();
4760         }
4761
4762         len = scnprintf(str, sizeof(str), "%llu\n", (unsigned long long)val);
4763         return simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, str, len);
4764 }
4765
4766 static int memcg_update_kmem_limit(struct cgroup_subsys_state *css, u64 val)
4767 {
4768         int ret = -EINVAL;
4769 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4770         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4771         /*
4772          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
4773          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
4774          * already joined.
4775          *
4776          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
4777          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
4778          * place, which makes the value quite meaningless.
4779          *
4780          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
4781          * of course permitted.
4782          */
4783         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4784         mutex_lock(&set_limit_mutex);
4785         if (!memcg->kmem_account_flags && val != RESOURCE_MAX) {
4786                 if (cgroup_task_count(css->cgroup) || memcg_has_children(memcg)) {
4787                         ret = -EBUSY;
4788                         goto out;
4789                 }
4790                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
4791                 VM_BUG_ON(ret);
4792
4793                 ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
4794                 if (ret) {
4795                         res_counter_set_limit(&memcg->kmem, RESOURCE_MAX);
4796                         goto out;
4797                 }
4798                 static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
4799                 /*
4800                  * setting the active bit after the inc will guarantee no one
4801                  * starts accounting before all call sites are patched
4802                  */
4803                 memcg_kmem_set_active(memcg);
4804         } else
4805                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
4806 out:
4807         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4808         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4809 #endif
4810         return ret;
4811 }
4812
4813 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4814 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
4815 {
4816         int ret = 0;
4817         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
4818         if (!parent)
4819                 goto out;
4820
4821         memcg->kmem_account_flags = parent->kmem_account_flags;
4822         /*
4823          * When that happen, we need to disable the static branch only on those
4824          * memcgs that enabled it. To achieve this, we would be forced to
4825          * complicate the code by keeping track of which memcgs were the ones
4826          * that actually enabled limits, and which ones got it from its
4827          * parents.
4828          *
4829          * It is a lot simpler just to do static_key_slow_inc() on every child
4830          * that is accounted.
4831          */
4832         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
4833                 goto out;
4834
4835         /*
4836          * __mem_cgroup_free() will issue static_key_slow_dec() because this
4837          * memcg is active already. If the later initialization fails then the
4838          * cgroup core triggers the cleanup so we do not have to do it here.
4839          */
4840         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
4841
4842         mutex_lock(&set_limit_mutex);
4843         memcg_stop_kmem_account();
4844         ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
4845         memcg_resume_kmem_account();
4846         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4847 out:
4848         return ret;
4849 }
4850 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
4851
4852 /*
4853  * The user of this function is...
4854  * RES_LIMIT.
4855  */
4856 static int mem_cgroup_write(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft,
4857                             const char *buffer)
4858 {
4859         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4860         enum res_type type;
4861         int name;
4862         unsigned long long val;
4863         int ret;
4864
4865         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4866         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
4867
4868         switch (name) {
4869         case RES_LIMIT:
4870                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
4871                         ret = -EINVAL;
4872                         break;
4873                 }
4874                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
4875                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
4876                 if (ret)
4877                         break;
4878                 if (type == _MEM)
4879                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
4880                 else if (type == _MEMSWAP)
4881                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
4882                 else if (type == _KMEM)
4883                         ret = memcg_update_kmem_limit(css, val);
4884                 else
4885                         return -EINVAL;
4886                 break;
4887         case RES_SOFT_LIMIT:
4888                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
4889                 if (ret)
4890                         break;
4891                 /*
4892                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
4893                  * of semantics, for now, we support soft limits for
4894                  * control without swap
4895                  */
4896                 if (type == _MEM)
4897                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
4898                 else
4899                         ret = -EINVAL;
4900                 break;
4901         default:
4902                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
4903                 break;
4904         }
4905         return ret;
4906 }
4907
4908 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4909                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
4910 {
4911         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
4912
4913         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4914         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4915         if (!memcg->use_hierarchy)
4916                 goto out;
4917
4918         while (css_parent(&memcg->css)) {
4919                 memcg = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
4920                 if (!memcg->use_hierarchy)
4921                         break;
4922                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4923                 min_limit = min(min_limit, tmp);
4924                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4925                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
4926         }
4927 out:
4928         *mem_limit = min_limit;
4929         *memsw_limit = min_memsw_limit;
4930 }
4931
4932 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup_subsys_state *css, unsigned int event)
4933 {
4934         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4935         int name;
4936         enum res_type type;
4937
4938         type = MEMFILE_TYPE(event);
4939         name = MEMFILE_ATTR(event);
4940
4941         switch (name) {
4942         case RES_MAX_USAGE:
4943                 if (type == _MEM)
4944                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
4945                 else if (type == _MEMSWAP)
4946                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
4947                 else if (type == _KMEM)
4948                         res_counter_reset_max(&memcg->kmem);
4949                 else
4950                         return -EINVAL;
4951                 break;
4952         case RES_FAILCNT:
4953                 if (type == _MEM)
4954                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
4955                 else if (type == _MEMSWAP)
4956                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
4957                 else if (type == _KMEM)
4958                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->kmem);
4959                 else
4960                         return -EINVAL;
4961                 break;
4962         }
4963
4964         return 0;
4965 }
4966
4967 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4968                                         struct cftype *cft)
4969 {
4970         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
4971 }
4972
4973 #ifdef CONFIG_MMU
4974 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4975                                         struct cftype *cft, u64 val)
4976 {
4977         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4978
4979         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
4980                 return -EINVAL;
4981
4982         /*
4983          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
4984          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
4985          * on with stale data. This means that changes to this value will only
4986          * affect task migrations starting after the change.
4987          */
4988         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
4989         return 0;
4990 }
4991 #else
4992 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4993                                         struct cftype *cft, u64 val)
4994 {
4995         return -ENOSYS;
4996 }
4997 #endif
4998
4999 #ifdef CONFIG_NUMA
5000 static int memcg_numa_stat_show(struct cgroup_subsys_state *css,
5001                                 struct cftype *cft, struct seq_file *m)
5002 {
5003         int nid;
5004         unsigned long total_nr, file_nr, anon_nr, unevictable_nr;
5005         unsigned long node_nr;
5006         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5007
5008         total_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL);
5009         seq_printf(m, "total=%lu", total_nr);
5010         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5011                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL);
5012                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5013         }
5014         seq_putc(m, '\n');
5015
5016         file_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_FILE);
5017         seq_printf(m, "file=%lu", file_nr);
5018         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5019                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5020                                 LRU_ALL_FILE);
5021                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5022         }
5023         seq_putc(m, '\n');
5024
5025         anon_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_ANON);
5026         seq_printf(m, "anon=%lu", anon_nr);
5027         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5028                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5029                                 LRU_ALL_ANON);
5030                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5031         }
5032         seq_putc(m, '\n');
5033
5034         unevictable_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
5035         seq_printf(m, "unevictable=%lu", unevictable_nr);
5036         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5037                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5038                                 BIT(LRU_UNEVICTABLE));
5039                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5040         }
5041         seq_putc(m, '\n');
5042         return 0;
5043 }
5044 #endif /* CONFIG_NUMA */
5045
5046 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
5047 {
5048         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
5049 }
5050
5051 static int memcg_stat_show(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft,
5052                                  struct seq_file *m)
5053 {
5054         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5055         struct mem_cgroup *mi;
5056         unsigned int i;
5057
5058         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5059                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5060                         continue;
5061                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
5062                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
5063         }
5064
5065         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
5066                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
5067                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
5068
5069         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
5070                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
5071                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
5072
5073         /* Hierarchical information */
5074         {
5075                 unsigned long long limit, memsw_limit;
5076                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
5077                 seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n", limit);
5078                 if (do_swap_account)
5079                         seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
5080                                    memsw_limit);
5081         }
5082
5083         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5084                 long long val = 0;
5085
5086                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5087                         continue;
5088                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5089                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
5090                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
5091         }
5092
5093         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
5094                 unsigned long long val = 0;
5095
5096                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5097                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
5098                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
5099                            mem_cgroup_events_names[i], val);
5100         }
5101
5102         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
5103                 unsigned long long val = 0;
5104
5105                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5106                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
5107                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
5108         }
5109
5110 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5111         {
5112                 int nid, zid;
5113                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5114                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
5115                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
5116                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
5117
5118                 for_each_online_node(nid)
5119                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
5120                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
5121                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
5122
5123                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
5124                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
5125                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
5126                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
5127                         }
5128                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
5129                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
5130                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
5131                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
5132         }
5133 #endif
5134
5135         return 0;
5136 }
5137
5138 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5139                                       struct cftype *cft)
5140 {
5141         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5142
5143         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
5144 }
5145
5146 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5147                                        struct cftype *cft, u64 val)
5148 {
5149         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5150         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5151
5152         if (val > 100 || !parent)
5153                 return -EINVAL;
5154
5155         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5156
5157         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
5158         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5159                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5160                 return -EINVAL;
5161         }
5162
5163         memcg->swappiness = val;
5164
5165         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5166
5167         return 0;
5168 }
5169
5170 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5171 {
5172         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
5173         u64 usage;
5174         int i;
5175
5176         rcu_read_lock();
5177         if (!swap)
5178                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
5179         else
5180                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
5181
5182         if (!t)
5183                 goto unlock;
5184
5185         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
5186
5187         /*
5188          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
5189          * If it's not true, a threshold was crossed after last
5190          * call of __mem_cgroup_threshold().
5191          */
5192         i = t->current_threshold;
5193
5194         /*
5195          * Iterate backward over array of thresholds starting from
5196          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
5197          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
5198          * only one element of the array here.
5199          */
5200         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
5201                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5202
5203         /* i = current_threshold + 1 */
5204         i++;
5205
5206         /*
5207          * Iterate forward over array of thresholds starting from
5208          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
5209          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
5210          * only one element of the array here.
5211          */
5212         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
5213                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5214
5215         /* Update current_threshold */
5216         t->current_threshold = i - 1;
5217 unlock:
5218         rcu_read_unlock();
5219 }
5220
5221 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
5222 {
5223         while (memcg) {
5224                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
5225                 if (do_swap_account)
5226                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
5227
5228                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5229         }
5230 }
5231
5232 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
5233 {
5234         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
5235         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
5236
5237         if (_a->threshold > _b->threshold)
5238                 return 1;
5239
5240         if (_a->threshold < _b->threshold)
5241                 return -1;
5242
5243         return 0;
5244 }
5245
5246 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
5247 {
5248         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
5249
5250         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
5251                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
5252         return 0;
5253 }
5254
5255 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
5256 {
5257         struct mem_cgroup *iter;
5258
5259         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5260                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
5261 }
5262
5263 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5264         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5265 {
5266         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5267         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5268         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5269         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5270         u64 threshold, usage;
5271         int i, size, ret;
5272
5273         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
5274         if (ret)
5275                 return ret;
5276
5277         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5278
5279         if (type == _MEM)
5280                 thresholds = &memcg->thresholds;
5281         else if (type == _MEMSWAP)
5282                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5283         else
5284                 BUG();
5285
5286         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5287
5288         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
5289         if (thresholds->primary)
5290                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5291
5292         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
5293
5294         /* Allocate memory for new array of thresholds */
5295         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5296                         GFP_KERNEL);
5297         if (!new) {
5298                 ret = -ENOMEM;
5299                 goto unlock;
5300         }
5301         new->size = size;
5302
5303         /* Copy thresholds (if any) to new array */
5304         if (thresholds->primary) {
5305                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
5306                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
5307         }
5308
5309         /* Add new threshold */
5310         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
5311         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
5312
5313         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
5314         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5315                         compare_thresholds, NULL);
5316
5317         /* Find current threshold */
5318         new->current_threshold = -1;
5319         for (i = 0; i < size; i++) {
5320                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
5321                         /*
5322                          * new->current_threshold will not be used until
5323                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5324                          * it here.
5325                          */
5326                         ++new->current_threshold;
5327                 } else
5328                         break;
5329         }
5330
5331         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
5332         kfree(thresholds->spare);
5333         thresholds->spare = thresholds->primary;
5334
5335         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5336
5337         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5338         synchronize_rcu();
5339
5340 unlock:
5341         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5342
5343         return ret;
5344 }
5345
5346 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5347         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5348 {
5349         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5350         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5351         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5352         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5353         u64 usage;
5354         int i, j, size;
5355
5356         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5357         if (type == _MEM)
5358                 thresholds = &memcg->thresholds;
5359         else if (type == _MEMSWAP)
5360                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5361         else
5362                 BUG();
5363
5364         if (!thresholds->primary)
5365                 goto unlock;
5366
5367         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5368
5369         /* Check if a threshold crossed before removing */
5370         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5371
5372         /* Calculate new number of threshold */
5373         size = 0;
5374         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5375                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
5376                         size++;
5377         }
5378
5379         new = thresholds->spare;
5380
5381         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
5382         if (!size) {
5383                 kfree(new);
5384                 new = NULL;
5385                 goto swap_buffers;
5386         }
5387
5388         new->size = size;
5389
5390         /* Copy thresholds and find current threshold */
5391         new->current_threshold = -1;
5392         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5393                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
5394                         continue;
5395
5396                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
5397                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
5398                         /*
5399                          * new->current_threshold will not be used
5400                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5401                          * it here.
5402                          */
5403                         ++new->current_threshold;
5404                 }
5405                 j++;
5406         }
5407
5408 swap_buffers:
5409         /* Swap primary and spare array */
5410         thresholds->spare = thresholds->primary;
5411         /* If all events are unregistered, free the spare array */
5412         if (!new) {
5413                 kfree(thresholds->spare);
5414                 thresholds->spare = NULL;
5415         }
5416
5417         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5418
5419         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5420         synchronize_rcu();
5421 unlock:
5422         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5423 }
5424
5425 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5426         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5427 {
5428         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5429         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
5430         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5431
5432         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5433         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5434         if (!event)
5435                 return -ENOMEM;
5436
5437         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5438
5439         event->eventfd = eventfd;
5440         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
5441
5442         /* already in OOM ? */
5443         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5444                 eventfd_signal(eventfd, 1);
5445         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5446
5447         return 0;
5448 }
5449
5450 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5451         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5452 {
5453         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5454         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
5455         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5456
5457         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5458
5459         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5460
5461         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
5462                 if (ev->eventfd == eventfd) {
5463                         list_del(&ev->list);
5464                         kfree(ev);
5465                 }
5466         }
5467
5468         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5469 }
5470
5471 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5472         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
5473 {
5474         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5475
5476         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", memcg->oom_kill_disable);
5477
5478         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5479                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
5480         else
5481                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
5482         return 0;
5483 }
5484
5485 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5486         struct cftype *cft, u64 val)
5487 {
5488         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5489         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5490
5491         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
5492         if (!parent || !((val == 0) || (val == 1)))
5493                 return -EINVAL;
5494
5495         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5496         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
5497         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5498                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5499                 return -EINVAL;
5500         }
5501         memcg->oom_kill_disable = val;
5502         if (!val)
5503                 memcg_oom_recover(memcg);
5504         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5505         return 0;
5506 }
5507
5508 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5509 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5510 {
5511         int ret;
5512
5513         memcg->kmemcg_id = -1;
5514         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
5515         if (ret)
5516                 return ret;
5517
5518         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
5519 }
5520
5521 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5522 {
5523         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
5524 }
5525
5526 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5527 {
5528         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5529                 return;
5530
5531         /*
5532          * kmem charges can outlive the cgroup. In the case of slab
5533          * pages, for instance, a page contain objects from various
5534          * processes. As we prevent from taking a reference for every
5535          * such allocation we have to be careful when doing uncharge
5536          * (see memcg_uncharge_kmem) and here during offlining.
5537          *
5538          * The idea is that that only the _last_ uncharge which sees
5539          * the dead memcg will drop the last reference. An additional
5540          * reference is taken here before the group is marked dead
5541          * which is then paired with css_put during uncharge resp. here.
5542          *
5543          * Although this might sound strange as this path is called from
5544          * css_offline() when the referencemight have dropped down to 0
5545          * and shouldn't be incremented anymore (css_tryget would fail)
5546          * we do not have other options because of the kmem allocations
5547          * lifetime.
5548          */
5549         css_get(&memcg->css);
5550
5551         memcg_kmem_mark_dead(memcg);
5552
5553         if (res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0)
5554                 return;
5555
5556         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
5557                 css_put(&memcg->css);
5558 }
5559 #else
5560 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5561 {
5562         return 0;
5563 }
5564
5565 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5566 {
5567 }
5568
5569 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5570 {
5571 }
5572 #endif
5573
5574 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
5575         {
5576                 .name = "usage_in_bytes",
5577                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
5578                 .read = mem_cgroup_read,
5579                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
5580                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
5581         },
5582         {
5583                 .name = "max_usage_in_bytes",
5584                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
5585                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5586                 .read = mem_cgroup_read,
5587         },
5588         {
5589                 .name = "limit_in_bytes",
5590                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
5591                 .write_string = mem_cgroup_write,
5592                 .read = mem_cgroup_read,
5593         },
5594         {
5595                 .name = "soft_limit_in_bytes",
5596                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
5597                 .write_string = mem_cgroup_write,
5598                 .read = mem_cgroup_read,
5599         },
5600         {
5601                 .name = "failcnt",
5602                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
5603                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5604                 .read = mem_cgroup_read,
5605         },
5606         {
5607                 .name = "stat",
5608                 .read_seq_string = memcg_stat_show,
5609         },
5610         {
5611                 .name = "force_empty",
5612                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
5613         },
5614         {
5615                 .name = "use_hierarchy",
5616                 .flags = CFTYPE_INSANE,
5617                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
5618                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
5619         },
5620         {
5621                 .name = "swappiness",
5622                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
5623                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
5624         },
5625         {
5626                 .name = "move_charge_at_immigrate",
5627                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
5628                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
5629         },
5630         {
5631                 .name = "oom_control",
5632                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
5633                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
5634                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
5635                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
5636                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
5637         },
5638         {
5639                 .name = "pressure_level",
5640                 .register_event = vmpressure_register_event,
5641                 .unregister_event = vmpressure_unregister_event,
5642         },
5643 #ifdef CONFIG_NUMA
5644         {
5645                 .name = "numa_stat",
5646                 .read_seq_string = memcg_numa_stat_show,
5647         },
5648 #endif
5649 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5650         {
5651                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
5652                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
5653                 .write_string = mem_cgroup_write,
5654                 .read = mem_cgroup_read,
5655         },
5656         {
5657                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
5658                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
5659                 .read = mem_cgroup_read,
5660         },
5661         {
5662                 .name = "kmem.failcnt",
5663                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
5664                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5665                 .read = mem_cgroup_read,
5666         },
5667         {
5668                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
5669                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
5670                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5671                 .read = mem_cgroup_read,
5672         },
5673 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5674         {
5675                 .name = "kmem.slabinfo",
5676                 .read_seq_string = mem_cgroup_slabinfo_read,
5677         },
5678 #endif
5679 #endif
5680         { },    /* terminate */
5681 };
5682
5683 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5684 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
5685         {
5686                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
5687                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
5688                 .read = mem_cgroup_read,
5689                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
5690                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
5691         },
5692         {
5693                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
5694                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
5695                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5696                 .read = mem_cgroup_read,
5697         },
5698         {
5699                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
5700                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
5701                 .write_string = mem_cgroup_write,
5702                 .read = mem_cgroup_read,
5703         },
5704         {
5705                 .name = "memsw.failcnt",
5706                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
5707                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5708                 .read = mem_cgroup_read,
5709         },
5710         { },    /* terminate */
5711 };
5712 #endif
5713 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5714 {
5715         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5716         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5717         int zone, tmp = node;
5718         /*
5719          * This routine is called against possible nodes.
5720          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
5721          *
5722          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
5723          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
5724          *       function.
5725          */
5726         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5727                 tmp = -1;
5728         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
5729         if (!pn)
5730                 return 1;
5731
5732         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
5733                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
5734                 lruvec_init(&mz->lruvec);
5735                 mz->memcg = memcg;
5736         }
5737         memcg->nodeinfo[node] = pn;
5738         return 0;
5739 }
5740
5741 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5742 {
5743         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
5744 }
5745
5746 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
5747 {
5748         struct mem_cgroup *memcg;
5749         size_t size = memcg_size();
5750
5751         /* Can be very big if nr_node_ids is very big */
5752         if (size < PAGE_SIZE)
5753                 memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
5754         else
5755                 memcg = vzalloc(size);
5756
5757         if (!memcg)
5758                 return NULL;
5759
5760         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
5761         if (!memcg->stat)
5762                 goto out_free;
5763         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
5764         return memcg;
5765
5766 out_free:
5767         if (size < PAGE_SIZE)
5768                 kfree(memcg);
5769         else
5770                 vfree(memcg);
5771         return NULL;
5772 }
5773
5774 /*
5775  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
5776  * (scanning all at force_empty is too costly...)
5777  *
5778  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
5779  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
5780  * it goes down to 0.
5781  *
5782  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
5783  */
5784
5785 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5786 {
5787         int node;
5788         size_t size = memcg_size();
5789
5790         free_css_id(&mem_cgroup_subsys, &memcg->css);
5791
5792         for_each_node(node)
5793                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
5794
5795         free_percpu(memcg->stat);
5796
5797         /*
5798          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
5799          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
5800          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
5801          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
5802          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
5803          *
5804          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
5805          * to move this code around, and make sure it is outside
5806          * the cgroup_lock.
5807          */
5808         disarm_static_keys(memcg);
5809         if (size < PAGE_SIZE)
5810                 kfree(memcg);
5811         else
5812                 vfree(memcg);
5813 }
5814
5815 /*
5816  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
5817  */
5818 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
5819 {
5820         if (!memcg->res.parent)
5821                 return NULL;
5822         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
5823 }
5824 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
5825
5826 static struct cgroup_subsys_state * __ref
5827 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
5828 {
5829         struct mem_cgroup *memcg;
5830         long error = -ENOMEM;
5831         int node;
5832
5833         memcg = mem_cgroup_alloc();
5834         if (!memcg)
5835                 return ERR_PTR(error);
5836
5837         for_each_node(node)
5838                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
5839                         goto free_out;
5840
5841         /* root ? */
5842         if (parent_css == NULL) {
5843                 root_mem_cgroup = memcg;
5844                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
5845                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
5846                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5847         }
5848
5849         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
5850         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5851         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
5852         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5853         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5854         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
5855
5856         return &memcg->css;
5857
5858 free_out:
5859         __mem_cgroup_free(memcg);
5860         return ERR_PTR(error);
5861 }
5862
5863 static int
5864 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
5865 {
5866         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5867         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(css));
5868         int error = 0;
5869
5870         if (!parent)
5871                 return 0;
5872
5873         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5874
5875         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
5876         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
5877         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5878
5879         if (parent->use_hierarchy) {
5880                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
5881                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
5882                 res_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
5883
5884                 /*
5885                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
5886                  * core guarantees its existence.
5887                  */
5888         } else {
5889                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
5890                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
5891                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5892                 /*
5893                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
5894                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
5895                  * unfortunate state in our controller.
5896                  */
5897                 if (parent != root_mem_cgroup)
5898                         mem_cgroup_subsys.broken_hierarchy = true;
5899         }
5900
5901         error = memcg_init_kmem(memcg, &mem_cgroup_subsys);
5902         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5903         return error;
5904 }
5905
5906 /*
5907  * Announce all parents that a group from their hierarchy is gone.
5908  */
5909 static void mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *memcg)
5910 {
5911         struct mem_cgroup *parent = memcg;
5912
5913         while ((parent = parent_mem_cgroup(parent)))
5914                 mem_cgroup_iter_invalidate(parent);
5915
5916         /*
5917          * if the root memcg is not hierarchical we have to check it
5918          * explicitely.
5919          */
5920         if (!root_mem_cgroup->use_hierarchy)
5921                 mem_cgroup_iter_invalidate(root_mem_cgroup);
5922 }
5923
5924 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
5925 {
5926         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5927
5928         kmem_cgroup_css_offline(memcg);
5929
5930         mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(memcg);
5931         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
5932         mem_cgroup_destroy_all_caches(memcg);
5933         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
5934 }
5935
5936 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
5937 {
5938         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5939
5940         memcg_destroy_kmem(memcg);
5941         __mem_cgroup_free(memcg);
5942 }
5943
5944 #ifdef CONFIG_MMU
5945 /* Handlers for move charge at task migration. */
5946 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
5947 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5948 {
5949         int ret = 0;
5950         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
5951         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
5952
5953         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5954                 mc.precharge += count;
5955                 /* we don't need css_get for root */
5956                 return ret;
5957         }
5958         /* try to charge at once */
5959         if (count > 1) {
5960                 struct res_counter *dummy;
5961                 /*
5962                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
5963                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
5964                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
5965                  * css_get().
5966                  */
5967                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
5968                         goto one_by_one;
5969                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
5970                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
5971                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
5972                         goto one_by_one;
5973                 }
5974                 mc.precharge += count;
5975                 return ret;
5976         }
5977 one_by_one:
5978         /* fall back to one by one charge */
5979         while (count--) {
5980                 if (signal_pending(current)) {
5981                         ret = -EINTR;
5982                         break;
5983                 }
5984                 if (!batch_count--) {
5985                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
5986                         cond_resched();
5987                 }
5988                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
5989                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
5990                 if (ret)
5991                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
5992                         return ret;
5993                 mc.precharge++;
5994         }
5995         return ret;
5996 }
5997
5998 /**
5999  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
6000  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
6001  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
6002  * @ptent: the pte to be checked
6003  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
6004  *
6005  * Returns
6006  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
6007  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
6008  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
6009  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
6010  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
6011  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
6012  *     in target->ent.
6013  *
6014  * Called with pte lock held.
6015  */
6016 union mc_target {
6017         struct page     *page;
6018         swp_entry_t     ent;
6019 };
6020
6021 enum mc_target_type {
6022         MC_TARGET_NONE = 0,
6023         MC_TARGET_PAGE,
6024         MC_TARGET_SWAP,
6025 };
6026
6027 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
6028                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
6029 {
6030         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
6031
6032         if (!page || !page_mapped(page))
6033                 return NULL;
6034         if (PageAnon(page)) {
6035                 /* we don't move shared anon */
6036                 if (!move_anon())
6037                         return NULL;
6038         } else if (!move_file())
6039                 /* we ignore mapcount for file pages */
6040                 return NULL;
6041         if (!get_page_unless_zero(page))
6042                 return NULL;
6043
6044         return page;
6045 }
6046
6047 #ifdef CONFIG_SWAP
6048 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6049                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6050 {
6051         struct page *page = NULL;
6052         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
6053
6054         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
6055                 return NULL;
6056         /*
6057          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
6058          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
6059          */
6060         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
6061         if (do_swap_account)
6062                 entry->val = ent.val;
6063
6064         return page;
6065 }
6066 #else
6067 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6068                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6069 {
6070         return NULL;
6071 }
6072 #endif
6073
6074 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
6075                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6076 {
6077         struct page *page = NULL;
6078         struct address_space *mapping;
6079         pgoff_t pgoff;
6080
6081         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
6082                 return NULL;
6083         if (!move_file())
6084                 return NULL;
6085
6086         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
6087         if (pte_none(ptent))
6088                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
6089         else /* pte_file(ptent) is true */
6090                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
6091
6092         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
6093         page = find_get_page(mapping, pgoff);
6094
6095 #ifdef CONFIG_SWAP
6096         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
6097         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
6098                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
6099                 if (do_swap_account)
6100                         *entry = swap;
6101                 page = find_get_page(swap_address_space(swap), swap.val);
6102         }
6103 #endif
6104         return page;
6105 }
6106
6107 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
6108                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
6109 {
6110         struct page *page = NULL;
6111         struct page_cgroup *pc;
6112         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6113         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
6114
6115         if (pte_present(ptent))
6116                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
6117         else if (is_swap_pte(ptent))
6118                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6119         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
6120                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6121
6122         if (!page && !ent.val)
6123                 return ret;
6124         if (page) {
6125                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6126                 /*
6127                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
6128                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
6129                  * the lock.
6130                  */
6131                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6132                         ret = MC_TARGET_PAGE;
6133                         if (target)
6134                                 target->page = page;
6135                 }
6136                 if (!ret || !target)
6137                         put_page(page);
6138         }
6139         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
6140         if (ent.val && !ret &&
6141                         css_id(&mc.from->css) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
6142                 ret = MC_TARGET_SWAP;
6143                 if (target)
6144                         target->ent = ent;
6145         }
6146         return ret;
6147 }
6148
6149 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
6150 /*
6151  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
6152  * support them for now.
6153  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
6154  */
6155 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6156                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6157 {
6158         struct page *page = NULL;
6159         struct page_cgroup *pc;
6160         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6161
6162         page = pmd_page(pmd);
6163         VM_BUG_ON(!page || !PageHead(page));
6164         if (!move_anon())
6165                 return ret;
6166         pc = lookup_page_cgroup(page);
6167         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6168                 ret = MC_TARGET_PAGE;
6169                 if (target) {
6170                         get_page(page);
6171                         target->page = page;
6172                 }
6173         }
6174         return ret;
6175 }
6176 #else
6177 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6178                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6179 {
6180         return MC_TARGET_NONE;
6181 }
6182 #endif
6183
6184 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
6185                                         unsigned long addr, unsigned long end,
6186                                         struct mm_walk *walk)
6187 {
6188         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6189         pte_t *pte;
6190         spinlock_t *ptl;
6191
6192         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
6193                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
6194                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
6195                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6196                 return 0;
6197         }
6198
6199         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6200                 return 0;
6201         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6202         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
6203                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
6204                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
6205         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6206         cond_resched();
6207
6208         return 0;
6209 }
6210
6211 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
6212 {
6213         unsigned long precharge;
6214         struct vm_area_struct *vma;
6215
6216         down_read(&mm->mmap_sem);
6217         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6218                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
6219                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
6220                         .mm = mm,
6221                         .private = vma,
6222                 };
6223                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6224                         continue;
6225                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6226                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
6227         }
6228         up_read(&mm->mmap_sem);
6229
6230         precharge = mc.precharge;
6231         mc.precharge = 0;
6232
6233         return precharge;
6234 }
6235
6236 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
6237 {
6238         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
6239
6240         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
6241         mc.moving_task = current;
6242         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
6243 }
6244
6245 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
6246 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
6247 {
6248         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6249         struct mem_cgroup *to = mc.to;
6250         int i;
6251
6252         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
6253         if (mc.precharge) {
6254                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
6255                 mc.precharge = 0;
6256         }
6257         /*
6258          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
6259          * we must uncharge here.
6260          */
6261         if (mc.moved_charge) {
6262                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
6263                 mc.moved_charge = 0;
6264         }
6265         /* we must fixup refcnts and charges */
6266         if (mc.moved_swap) {
6267                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
6268                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
6269                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
6270                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6271
6272                 for (i = 0; i < mc.moved_swap; i++)
6273                         css_put(&mc.from->css);
6274
6275                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
6276                         /*
6277                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
6278                          * uncharge to->res.
6279                          */
6280                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
6281                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6282                 }
6283                 /* we've already done css_get(mc.to) */
6284                 mc.moved_swap = 0;
6285         }
6286         memcg_oom_recover(from);
6287         memcg_oom_recover(to);
6288         wake_up_all(&mc.waitq);
6289 }
6290
6291 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
6292 {
6293         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6294
6295         /*
6296          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
6297          * task migration.
6298          */
6299         mc.moving_task = NULL;
6300         __mem_cgroup_clear_mc();
6301         spin_lock(&mc.lock);
6302         mc.from = NULL;
6303         mc.to = NULL;
6304         spin_unlock(&mc.lock);
6305         mem_cgroup_end_move(from);
6306 }
6307
6308 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6309                                  struct cgroup_taskset *tset)
6310 {
6311         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6312         int ret = 0;
6313         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6314         unsigned long move_charge_at_immigrate;
6315
6316         /*
6317          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
6318          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
6319          * So we need to save it, and keep it going.
6320          */
6321         move_charge_at_immigrate  = memcg->move_charge_at_immigrate;
6322         if (move_charge_at_immigrate) {
6323                 struct mm_struct *mm;
6324                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
6325
6326                 VM_BUG_ON(from == memcg);
6327
6328                 mm = get_task_mm(p);
6329                 if (!mm)
6330                         return 0;
6331                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
6332                 if (mm->owner == p) {
6333                         VM_BUG_ON(mc.from);
6334                         VM_BUG_ON(mc.to);
6335                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
6336                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
6337                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
6338                         mem_cgroup_start_move(from);
6339                         spin_lock(&mc.lock);
6340                         mc.from = from;
6341                         mc.to = memcg;
6342                         mc.immigrate_flags = move_charge_at_immigrate;
6343                         spin_unlock(&mc.lock);
6344                         /* We set mc.moving_task later */
6345
6346                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6347                         if (ret)
6348                                 mem_cgroup_clear_mc();
6349                 }
6350                 mmput(mm);
6351         }
6352         return ret;
6353 }
6354
6355 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6356                                      struct cgroup_taskset *tset)
6357 {
6358         mem_cgroup_clear_mc();
6359 }
6360
6361 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6362                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6363                                 struct mm_walk *walk)
6364 {
6365         int ret = 0;
6366         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6367         pte_t *pte;
6368         spinlock_t *ptl;
6369         enum mc_target_type target_type;
6370         union mc_target target;
6371         struct page *page;
6372         struct page_cgroup *pc;
6373
6374         /*
6375          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
6376          * happens because:
6377          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
6378          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
6379          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
6380          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
6381          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
6382          *    part of thp split is not executed yet.
6383          */
6384         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
6385                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6386                         spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6387                         return 0;
6388                 }
6389                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6390                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6391                         page = target.page;
6392                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6393                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6394                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
6395                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
6396                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6397                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6398                                 }
6399                                 putback_lru_page(page);
6400                         }
6401                         put_page(page);
6402                 }
6403                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6404                 return 0;
6405         }
6406
6407         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6408                 return 0;
6409 retry:
6410         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6411         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6412                 pte_t ptent = *(pte++);
6413                 swp_entry_t ent;
6414
6415                 if (!mc.precharge)
6416                         break;
6417
6418                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6419                 case MC_TARGET_PAGE:
6420                         page = target.page;
6421                         if (isolate_lru_page(page))
6422                                 goto put;
6423                         pc = lookup_page_cgroup(page);
6424                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
6425                                                      mc.from, mc.to)) {
6426                                 mc.precharge--;
6427                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6428                                 mc.moved_charge++;
6429                         }
6430                         putback_lru_page(page);
6431 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6432                         put_page(page);
6433                         break;
6434                 case MC_TARGET_SWAP:
6435                         ent = target.ent;
6436                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6437                                 mc.precharge--;
6438                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
6439                                 mc.moved_swap++;
6440                         }
6441                         break;
6442                 default:
6443                         break;
6444                 }
6445         }
6446         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6447         cond_resched();
6448
6449         if (addr != end) {
6450                 /*
6451                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6452                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6453                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6454                  * phase.
6455                  */
6456                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6457                 if (!ret)
6458                         goto retry;
6459         }
6460
6461         return ret;
6462 }
6463
6464 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
6465 {
6466         struct vm_area_struct *vma;
6467
6468         lru_add_drain_all();
6469 retry:
6470         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
6471                 /*
6472                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
6473                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6474                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6475                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6476                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6477                  */
6478                 __mem_cgroup_clear_mc();
6479                 cond_resched();
6480                 goto retry;
6481         }
6482         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6483                 int ret;
6484                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
6485                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6486                         .mm = mm,
6487                         .private = vma,
6488                 };
6489                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6490                         continue;
6491                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6492                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
6493                 if (ret)
6494                         /*
6495                          * means we have consumed all precharges and failed in
6496                          * doing additional charge. Just abandon here.
6497                          */
6498                         break;
6499         }
6500         up_read(&mm->mmap_sem);
6501 }
6502
6503 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
6504                                  struct cgroup_taskset *tset)
6505 {
6506         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6507         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
6508
6509         if (mm) {
6510                 if (mc.to)
6511                         mem_cgroup_move_charge(mm);
6512                 mmput(mm);
6513         }
6514         if (mc.to)
6515                 mem_cgroup_clear_mc();
6516 }
6517 #else   /* !CONFIG_MMU */
6518 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6519                                  struct cgroup_taskset *tset)
6520 {
6521         return 0;
6522 }
6523 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6524                                      struct cgroup_taskset *tset)
6525 {
6526 }
6527 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
6528                                  struct cgroup_taskset *tset)
6529 {
6530 }
6531 #endif
6532
6533 /*
6534  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
6535  * to verify sane_behavior flag on each mount attempt.
6536  */
6537 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
6538 {
6539         /*
6540          * use_hierarchy is forced with sane_behavior.  cgroup core
6541          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
6542          * on for the root memcg is enough.
6543          */
6544         if (cgroup_sane_behavior(root_css->cgroup))
6545                 mem_cgroup_from_css(root_css)->use_hierarchy = true;
6546 }
6547
6548 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
6549         .name = "memory",
6550         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
6551         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6552         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6553         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6554         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6555         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6556         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6557         .attach = mem_cgroup_move_task,
6558         .bind = mem_cgroup_bind,
6559         .base_cftypes = mem_cgroup_files,
6560         .early_init = 0,
6561         .use_id = 1,
6562 };
6563
6564 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6565 static int __init enable_swap_account(char *s)
6566 {
6567         if (!strcmp(s, "1"))
6568                 really_do_swap_account = 1;
6569         else if (!strcmp(s, "0"))
6570                 really_do_swap_account = 0;
6571         return 1;
6572 }
6573 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
6574
6575 static void __init memsw_file_init(void)
6576 {
6577         WARN_ON(cgroup_add_cftypes(&mem_cgroup_subsys, memsw_cgroup_files));
6578 }
6579
6580 static void __init enable_swap_cgroup(void)
6581 {
6582         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
6583                 do_swap_account = 1;
6584                 memsw_file_init();
6585         }
6586 }
6587
6588 #else
6589 static void __init enable_swap_cgroup(void)
6590 {
6591 }
6592 #endif
6593
6594 /*
6595  * subsys_initcall() for memory controller.
6596  *
6597  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
6598  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
6599  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
6600  * be initialized from here.
6601  */
6602 static int __init mem_cgroup_init(void)
6603 {
6604         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
6605         enable_swap_cgroup();
6606         memcg_stock_init();
6607         return 0;
6608 }
6609 subsys_initcall(mem_cgroup_init);