x86: finish user fault error path with fatal signal
[platform/adaptation/renesas_rcar/renesas_kernel.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * Kernel Memory Controller
14  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
15  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
16  *
17  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
18  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
19  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
20  * (at your option) any later version.
21  *
22  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
23  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
24  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
25  * GNU General Public License for more details.
26  */
27
28 #include <linux/res_counter.h>
29 #include <linux/memcontrol.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31 #include <linux/mm.h>
32 #include <linux/hugetlb.h>
33 #include <linux/pagemap.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/page-flags.h>
36 #include <linux/backing-dev.h>
37 #include <linux/bit_spinlock.h>
38 #include <linux/rcupdate.h>
39 #include <linux/limits.h>
40 #include <linux/export.h>
41 #include <linux/mutex.h>
42 #include <linux/slab.h>
43 #include <linux/swap.h>
44 #include <linux/swapops.h>
45 #include <linux/spinlock.h>
46 #include <linux/eventfd.h>
47 #include <linux/sort.h>
48 #include <linux/fs.h>
49 #include <linux/seq_file.h>
50 #include <linux/vmalloc.h>
51 #include <linux/vmpressure.h>
52 #include <linux/mm_inline.h>
53 #include <linux/page_cgroup.h>
54 #include <linux/cpu.h>
55 #include <linux/oom.h>
56 #include "internal.h"
57 #include <net/sock.h>
58 #include <net/ip.h>
59 #include <net/tcp_memcontrol.h>
60
61 #include <asm/uaccess.h>
62
63 #include <trace/events/vmscan.h>
64
65 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys __read_mostly;
66 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_subsys);
67
68 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
69 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
70
71 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
72 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
73 int do_swap_account __read_mostly;
74
75 /* for remember boot option*/
76 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
77 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
78 #else
79 static int really_do_swap_account __initdata = 0;
80 #endif
81
82 #else
83 #define do_swap_account         0
84 #endif
85
86
87 /*
88  * Statistics for memory cgroup.
89  */
90 enum mem_cgroup_stat_index {
91         /*
92          * For MEM_CONTAINER_TYPE_ALL, usage = pagecache + rss.
93          */
94         MEM_CGROUP_STAT_CACHE,          /* # of pages charged as cache */
95         MEM_CGROUP_STAT_RSS,            /* # of pages charged as anon rss */
96         MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE,       /* # of pages charged as anon huge */
97         MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED,    /* # of pages charged as file rss */
98         MEM_CGROUP_STAT_SWAP,           /* # of pages, swapped out */
99         MEM_CGROUP_STAT_NSTATS,
100 };
101
102 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
103         "cache",
104         "rss",
105         "rss_huge",
106         "mapped_file",
107         "swap",
108 };
109
110 enum mem_cgroup_events_index {
111         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
112         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
113         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
114         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
115         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
116 };
117
118 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
119         "pgpgin",
120         "pgpgout",
121         "pgfault",
122         "pgmajfault",
123 };
124
125 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
126         "inactive_anon",
127         "active_anon",
128         "inactive_file",
129         "active_file",
130         "unevictable",
131 };
132
133 /*
134  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
135  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
136  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
137  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
138  */
139 enum mem_cgroup_events_target {
140         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
141         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
142         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
143         MEM_CGROUP_NTARGETS,
144 };
145 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
146 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
147 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
148
149 struct mem_cgroup_stat_cpu {
150         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
151         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
152         unsigned long nr_page_events;
153         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
154 };
155
156 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
157         /*
158          * last scanned hierarchy member. Valid only if last_dead_count
159          * matches memcg->dead_count of the hierarchy root group.
160          */
161         struct mem_cgroup *last_visited;
162         unsigned long last_dead_count;
163
164         /* scan generation, increased every round-trip */
165         unsigned int generation;
166 };
167
168 /*
169  * per-zone information in memory controller.
170  */
171 struct mem_cgroup_per_zone {
172         struct lruvec           lruvec;
173         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
174
175         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
176
177         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
178                                                 /* use container_of        */
179 };
180
181 struct mem_cgroup_per_node {
182         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
183 };
184
185 struct mem_cgroup_threshold {
186         struct eventfd_ctx *eventfd;
187         u64 threshold;
188 };
189
190 /* For threshold */
191 struct mem_cgroup_threshold_ary {
192         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
193         int current_threshold;
194         /* Size of entries[] */
195         unsigned int size;
196         /* Array of thresholds */
197         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
198 };
199
200 struct mem_cgroup_thresholds {
201         /* Primary thresholds array */
202         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
203         /*
204          * Spare threshold array.
205          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
206          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
207          */
208         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
209 };
210
211 /* for OOM */
212 struct mem_cgroup_eventfd_list {
213         struct list_head list;
214         struct eventfd_ctx *eventfd;
215 };
216
217 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
218 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
219
220 /*
221  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
222  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
223  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
224  * to help the administrator determine what knobs to tune.
225  *
226  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
227  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
228  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
229  * a feature that will be implemented much later in the future.
230  */
231 struct mem_cgroup {
232         struct cgroup_subsys_state css;
233         /*
234          * the counter to account for memory usage
235          */
236         struct res_counter res;
237
238         /* vmpressure notifications */
239         struct vmpressure vmpressure;
240
241         /*
242          * the counter to account for mem+swap usage.
243          */
244         struct res_counter memsw;
245
246         /*
247          * the counter to account for kernel memory usage.
248          */
249         struct res_counter kmem;
250         /*
251          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
252          */
253         bool use_hierarchy;
254         unsigned long kmem_account_flags; /* See KMEM_ACCOUNTED_*, below */
255
256         bool            oom_lock;
257         atomic_t        under_oom;
258
259         int     swappiness;
260         /* OOM-Killer disable */
261         int             oom_kill_disable;
262
263         /* set when res.limit == memsw.limit */
264         bool            memsw_is_minimum;
265
266         /* protect arrays of thresholds */
267         struct mutex thresholds_lock;
268
269         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
270         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
271
272         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
273         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
274
275         /* For oom notifier event fd */
276         struct list_head oom_notify;
277
278         /*
279          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
280          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
281          */
282         unsigned long move_charge_at_immigrate;
283         /*
284          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
285          */
286         atomic_t        moving_account;
287         /* taken only while moving_account > 0 */
288         spinlock_t      move_lock;
289         /*
290          * percpu counter.
291          */
292         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
293         /*
294          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
295          * See mem_cgroup_read_stat().
296          */
297         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
298         spinlock_t pcp_counter_lock;
299
300         atomic_t        dead_count;
301 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
302         struct tcp_memcontrol tcp_mem;
303 #endif
304 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
305         /* analogous to slab_common's slab_caches list. per-memcg */
306         struct list_head memcg_slab_caches;
307         /* Not a spinlock, we can take a lot of time walking the list */
308         struct mutex slab_caches_mutex;
309         /* Index in the kmem_cache->memcg_params->memcg_caches array */
310         int kmemcg_id;
311 #endif
312
313         int last_scanned_node;
314 #if MAX_NUMNODES > 1
315         nodemask_t      scan_nodes;
316         atomic_t        numainfo_events;
317         atomic_t        numainfo_updating;
318 #endif
319         /*
320          * Protects soft_contributed transitions.
321          * See mem_cgroup_update_soft_limit
322          */
323         spinlock_t soft_lock;
324
325         /*
326          * If true then this group has increased parents' children_in_excess
327          * when it got over the soft limit.
328          * When a group falls bellow the soft limit, parents' children_in_excess
329          * is decreased and soft_contributed changed to false.
330          */
331         bool soft_contributed;
332
333         /* Number of children that are in soft limit excess */
334         atomic_t children_in_excess;
335
336         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[0];
337         /* WARNING: nodeinfo must be the last member here */
338 };
339
340 static size_t memcg_size(void)
341 {
342         return sizeof(struct mem_cgroup) +
343                 nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node);
344 }
345
346 /* internal only representation about the status of kmem accounting. */
347 enum {
348         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE = 0, /* accounted by this cgroup itself */
349         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, /* static key enabled. */
350         KMEM_ACCOUNTED_DEAD, /* dead memcg with pending kmem charges */
351 };
352
353 /* We account when limit is on, but only after call sites are patched */
354 #define KMEM_ACCOUNTED_MASK \
355                 ((1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE) | (1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED))
356
357 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
358 static inline void memcg_kmem_set_active(struct mem_cgroup *memcg)
359 {
360         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
361 }
362
363 static bool memcg_kmem_is_active(struct mem_cgroup *memcg)
364 {
365         return test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
366 }
367
368 static void memcg_kmem_set_activated(struct mem_cgroup *memcg)
369 {
370         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
371 }
372
373 static void memcg_kmem_clear_activated(struct mem_cgroup *memcg)
374 {
375         clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
376 }
377
378 static void memcg_kmem_mark_dead(struct mem_cgroup *memcg)
379 {
380         /*
381          * Our caller must use css_get() first, because memcg_uncharge_kmem()
382          * will call css_put() if it sees the memcg is dead.
383          */
384         smp_wmb();
385         if (test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags))
386                 set_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD, &memcg->kmem_account_flags);
387 }
388
389 static bool memcg_kmem_test_and_clear_dead(struct mem_cgroup *memcg)
390 {
391         return test_and_clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD,
392                                   &memcg->kmem_account_flags);
393 }
394 #endif
395
396 /* Stuffs for move charges at task migration. */
397 /*
398  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" and
399  * "immigrate_flags" are treated as a left-shifted bitmap of these types.
400  */
401 enum move_type {
402         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
403         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
404         NR_MOVE_TYPE,
405 };
406
407 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
408 static struct move_charge_struct {
409         spinlock_t        lock; /* for from, to */
410         struct mem_cgroup *from;
411         struct mem_cgroup *to;
412         unsigned long immigrate_flags;
413         unsigned long precharge;
414         unsigned long moved_charge;
415         unsigned long moved_swap;
416         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
417         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
418 } mc = {
419         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
420         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
421 };
422
423 static bool move_anon(void)
424 {
425         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON, &mc.immigrate_flags);
426 }
427
428 static bool move_file(void)
429 {
430         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE, &mc.immigrate_flags);
431 }
432
433 /*
434  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
435  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
436  */
437 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
438
439 enum charge_type {
440         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
441         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
442         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
443         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
444         NR_CHARGE_TYPE,
445 };
446
447 /* for encoding cft->private value on file */
448 enum res_type {
449         _MEM,
450         _MEMSWAP,
451         _OOM_TYPE,
452         _KMEM,
453 };
454
455 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
456 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
457 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
458 /* Used for OOM nofiier */
459 #define OOM_CONTROL             (0)
460
461 /*
462  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
463  */
464 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
465 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
466 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
467 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
468
469 /*
470  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
471  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
472  * appearing has to hold it as well.
473  */
474 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
475
476 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
477 {
478         return s ? container_of(s, struct mem_cgroup, css) : NULL;
479 }
480
481 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
482 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
483 {
484         if (!memcg)
485                 memcg = root_mem_cgroup;
486         return &memcg->vmpressure;
487 }
488
489 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
490 {
491         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
492 }
493
494 struct vmpressure *css_to_vmpressure(struct cgroup_subsys_state *css)
495 {
496         return &mem_cgroup_from_css(css)->vmpressure;
497 }
498
499 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
500 {
501         return (memcg == root_mem_cgroup);
502 }
503
504 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
505 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
506
507 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
508 {
509         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
510                 struct mem_cgroup *memcg;
511                 struct cg_proto *cg_proto;
512
513                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
514
515                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
516                  * filled. It won't however, necessarily happen from
517                  * process context. So the test for root memcg given
518                  * the current task's memcg won't help us in this case.
519                  *
520                  * Respecting the original socket's memcg is a better
521                  * decision in this case.
522                  */
523                 if (sk->sk_cgrp) {
524                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
525                         css_get(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
526                         return;
527                 }
528
529                 rcu_read_lock();
530                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
531                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
532                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
533                     memcg_proto_active(cg_proto) && css_tryget(&memcg->css)) {
534                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
535                 }
536                 rcu_read_unlock();
537         }
538 }
539 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
540
541 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
542 {
543         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
544                 struct mem_cgroup *memcg;
545                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
546                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
547                 css_put(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
548         }
549 }
550
551 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
552 {
553         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
554                 return NULL;
555
556         return &memcg->tcp_mem.cg_proto;
557 }
558 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
559
560 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
561 {
562         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem.cg_proto))
563                 return;
564         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
565 }
566 #else
567 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
568 {
569 }
570 #endif
571
572 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
573 /*
574  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params->memcg_caches.
575  * There are two main reasons for not using the css_id for this:
576  *  1) this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
577  *     but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
578  *     memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
579  *     200 entry array for that.
580  *
581  *  2) In order not to violate the cgroup API, we would like to do all memory
582  *     allocation in ->create(). At that point, we haven't yet allocated the
583  *     css_id. Having a separate index prevents us from messing with the cgroup
584  *     core for this
585  *
586  * The current size of the caches array is stored in
587  * memcg_limited_groups_array_size.  It will double each time we have to
588  * increase it.
589  */
590 static DEFINE_IDA(kmem_limited_groups);
591 int memcg_limited_groups_array_size;
592
593 /*
594  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
595  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
596  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
597  * tunable, but that is strictly not necessary.
598  *
599  * MAX_SIZE should be as large as the number of css_ids. Ideally, we could get
600  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
601  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
602  * css_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
603  * increase ours as well if it increases.
604  */
605 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
606 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE 65535
607
608 /*
609  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
610  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
611  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
612  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
613  */
614 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
615 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
616
617 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
618 {
619         if (memcg_kmem_is_active(memcg)) {
620                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
621                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg->kmemcg_id);
622         }
623         /*
624          * This check can't live in kmem destruction function,
625          * since the charges will outlive the cgroup
626          */
627         WARN_ON(res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0);
628 }
629 #else
630 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
631 {
632 }
633 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
634
635 static void disarm_static_keys(struct mem_cgroup *memcg)
636 {
637         disarm_sock_keys(memcg);
638         disarm_kmem_keys(memcg);
639 }
640
641 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
642
643 static struct mem_cgroup_per_zone *
644 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
645 {
646         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
647         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
648 }
649
650 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
651 {
652         return &memcg->css;
653 }
654
655 static struct mem_cgroup_per_zone *
656 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
657 {
658         int nid = page_to_nid(page);
659         int zid = page_zonenum(page);
660
661         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
662 }
663
664 /*
665  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
666  *
667  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
668  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
669  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
670  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
671  *
672  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
673  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
674  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
675  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
676  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
677  *
678  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
679  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
680  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
681  * implemented.
682  */
683 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
684                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
685 {
686         long val = 0;
687         int cpu;
688
689         get_online_cpus();
690         for_each_online_cpu(cpu)
691                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
692 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
693         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
694         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
695         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
696 #endif
697         put_online_cpus();
698         return val;
699 }
700
701 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
702                                          bool charge)
703 {
704         int val = (charge) ? 1 : -1;
705         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
706 }
707
708 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
709                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
710 {
711         unsigned long val = 0;
712         int cpu;
713
714         for_each_online_cpu(cpu)
715                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
716 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
717         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
718         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
719         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
720 #endif
721         return val;
722 }
723
724 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
725                                          struct page *page,
726                                          bool anon, int nr_pages)
727 {
728         preempt_disable();
729
730         /*
731          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
732          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
733          */
734         if (anon)
735                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
736                                 nr_pages);
737         else
738                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
739                                 nr_pages);
740
741         if (PageTransHuge(page))
742                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
743                                 nr_pages);
744
745         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
746         if (nr_pages > 0)
747                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
748         else {
749                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
750                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
751         }
752
753         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
754
755         preempt_enable();
756 }
757
758 unsigned long
759 mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
760 {
761         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
762
763         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
764         return mz->lru_size[lru];
765 }
766
767 static unsigned long
768 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
769                         unsigned int lru_mask)
770 {
771         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
772         enum lru_list lru;
773         unsigned long ret = 0;
774
775         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
776
777         for_each_lru(lru) {
778                 if (BIT(lru) & lru_mask)
779                         ret += mz->lru_size[lru];
780         }
781         return ret;
782 }
783
784 static unsigned long
785 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
786                         int nid, unsigned int lru_mask)
787 {
788         u64 total = 0;
789         int zid;
790
791         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
792                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
793                                                 nid, zid, lru_mask);
794
795         return total;
796 }
797
798 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
799                         unsigned int lru_mask)
800 {
801         int nid;
802         u64 total = 0;
803
804         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
805                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
806         return total;
807 }
808
809 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
810                                        enum mem_cgroup_events_target target)
811 {
812         unsigned long val, next;
813
814         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
815         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
816         /* from time_after() in jiffies.h */
817         if ((long)next - (long)val < 0) {
818                 switch (target) {
819                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
820                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
821                         break;
822                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
823                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
824                         break;
825                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
826                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
827                         break;
828                 default:
829                         break;
830                 }
831                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
832                 return true;
833         }
834         return false;
835 }
836
837 /*
838  * Called from rate-limited memcg_check_events when enough
839  * MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT events are accumulated and it makes sure
840  * that all the parents up the hierarchy will be notified that this group
841  * is in excess or that it is not in excess anymore. mmecg->soft_contributed
842  * makes the transition a single action whenever the state flips from one to
843  * the other.
844  */
845 static void mem_cgroup_update_soft_limit(struct mem_cgroup *memcg)
846 {
847         unsigned long long excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
848         struct mem_cgroup *parent = memcg;
849         int delta = 0;
850
851         spin_lock(&memcg->soft_lock);
852         if (excess) {
853                 if (!memcg->soft_contributed) {
854                         delta = 1;
855                         memcg->soft_contributed = true;
856                 }
857         } else {
858                 if (memcg->soft_contributed) {
859                         delta = -1;
860                         memcg->soft_contributed = false;
861                 }
862         }
863
864         /*
865          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used
866          * because their event counter is not touched.
867          * We track children even outside the hierarchy for the root
868          * cgroup because tree walk starting at root should visit
869          * all cgroups and we want to prevent from pointless tree
870          * walk if no children is below the limit.
871          */
872         while (delta && (parent = parent_mem_cgroup(parent)))
873                 atomic_add(delta, &parent->children_in_excess);
874         if (memcg != root_mem_cgroup && !root_mem_cgroup->use_hierarchy)
875                 atomic_add(delta, &root_mem_cgroup->children_in_excess);
876         spin_unlock(&memcg->soft_lock);
877 }
878
879 /*
880  * Check events in order.
881  *
882  */
883 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
884 {
885         preempt_disable();
886         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
887         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
888                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
889                 bool do_softlimit;
890                 bool do_numainfo __maybe_unused;
891
892                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
893                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
894 #if MAX_NUMNODES > 1
895                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
896                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
897 #endif
898                 preempt_enable();
899
900                 mem_cgroup_threshold(memcg);
901                 if (unlikely(do_softlimit))
902                         mem_cgroup_update_soft_limit(memcg);
903 #if MAX_NUMNODES > 1
904                 if (unlikely(do_numainfo))
905                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
906 #endif
907         } else
908                 preempt_enable();
909 }
910
911 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
912 {
913         /*
914          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
915          * if it races with swapoff, page migration, etc.
916          * So this can be called with p == NULL.
917          */
918         if (unlikely(!p))
919                 return NULL;
920
921         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, mem_cgroup_subsys_id));
922 }
923
924 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
925 {
926         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
927
928         if (!mm)
929                 return NULL;
930         /*
931          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
932          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
933          * pessimistic (rather than adding locks here).
934          */
935         rcu_read_lock();
936         do {
937                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
938                 if (unlikely(!memcg))
939                         break;
940         } while (!css_tryget(&memcg->css));
941         rcu_read_unlock();
942         return memcg;
943 }
944
945 static enum mem_cgroup_filter_t
946 mem_cgroup_filter(struct mem_cgroup *memcg, struct mem_cgroup *root,
947                 mem_cgroup_iter_filter cond)
948 {
949         if (!cond)
950                 return VISIT;
951         return cond(memcg, root);
952 }
953
954 /*
955  * Returns a next (in a pre-order walk) alive memcg (with elevated css
956  * ref. count) or NULL if the whole root's subtree has been visited.
957  *
958  * helper function to be used by mem_cgroup_iter
959  */
960 static struct mem_cgroup *__mem_cgroup_iter_next(struct mem_cgroup *root,
961                 struct mem_cgroup *last_visited, mem_cgroup_iter_filter cond)
962 {
963         struct cgroup_subsys_state *prev_css, *next_css;
964
965         prev_css = last_visited ? &last_visited->css : NULL;
966 skip_node:
967         next_css = css_next_descendant_pre(prev_css, &root->css);
968
969         /*
970          * Even if we found a group we have to make sure it is
971          * alive. css && !memcg means that the groups should be
972          * skipped and we should continue the tree walk.
973          * last_visited css is safe to use because it is
974          * protected by css_get and the tree walk is rcu safe.
975          */
976         if (next_css) {
977                 struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_css(next_css);
978
979                 switch (mem_cgroup_filter(mem, root, cond)) {
980                 case SKIP:
981                         prev_css = next_css;
982                         goto skip_node;
983                 case SKIP_TREE:
984                         if (mem == root)
985                                 return NULL;
986                         /*
987                          * css_rightmost_descendant is not an optimal way to
988                          * skip through a subtree (especially for imbalanced
989                          * trees leaning to right) but that's what we have right
990                          * now. More effective solution would be traversing
991                          * right-up for first non-NULL without calling
992                          * css_next_descendant_pre afterwards.
993                          */
994                         prev_css = css_rightmost_descendant(next_css);
995                         goto skip_node;
996                 case VISIT:
997                         if (css_tryget(&mem->css))
998                                 return mem;
999                         else {
1000                                 prev_css = next_css;
1001                                 goto skip_node;
1002                         }
1003                         break;
1004                 }
1005         }
1006
1007         return NULL;
1008 }
1009
1010 static void mem_cgroup_iter_invalidate(struct mem_cgroup *root)
1011 {
1012         /*
1013          * When a group in the hierarchy below root is destroyed, the
1014          * hierarchy iterator can no longer be trusted since it might
1015          * have pointed to the destroyed group.  Invalidate it.
1016          */
1017         atomic_inc(&root->dead_count);
1018 }
1019
1020 static struct mem_cgroup *
1021 mem_cgroup_iter_load(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1022                      struct mem_cgroup *root,
1023                      int *sequence)
1024 {
1025         struct mem_cgroup *position = NULL;
1026         /*
1027          * A cgroup destruction happens in two stages: offlining and
1028          * release.  They are separated by a RCU grace period.
1029          *
1030          * If the iterator is valid, we may still race with an
1031          * offlining.  The RCU lock ensures the object won't be
1032          * released, tryget will fail if we lost the race.
1033          */
1034         *sequence = atomic_read(&root->dead_count);
1035         if (iter->last_dead_count == *sequence) {
1036                 smp_rmb();
1037                 position = iter->last_visited;
1038                 if (position && !css_tryget(&position->css))
1039                         position = NULL;
1040         }
1041         return position;
1042 }
1043
1044 static void mem_cgroup_iter_update(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1045                                    struct mem_cgroup *last_visited,
1046                                    struct mem_cgroup *new_position,
1047                                    int sequence)
1048 {
1049         if (last_visited)
1050                 css_put(&last_visited->css);
1051         /*
1052          * We store the sequence count from the time @last_visited was
1053          * loaded successfully instead of rereading it here so that we
1054          * don't lose destruction events in between.  We could have
1055          * raced with the destruction of @new_position after all.
1056          */
1057         iter->last_visited = new_position;
1058         smp_wmb();
1059         iter->last_dead_count = sequence;
1060 }
1061
1062 /**
1063  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1064  * @root: hierarchy root
1065  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1066  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1067  * @cond: filter for visited nodes, NULL for no filter
1068  *
1069  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1070  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1071  *
1072  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1073  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1074  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1075  *
1076  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
1077  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1078  * reclaimers operating on the same zone and priority.
1079  */
1080 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter_cond(struct mem_cgroup *root,
1081                                    struct mem_cgroup *prev,
1082                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim,
1083                                    mem_cgroup_iter_filter cond)
1084 {
1085         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1086         struct mem_cgroup *last_visited = NULL;
1087
1088         if (mem_cgroup_disabled()) {
1089                 /* first call must return non-NULL, second return NULL */
1090                 return (struct mem_cgroup *)(unsigned long)!prev;
1091         }
1092
1093         if (!root)
1094                 root = root_mem_cgroup;
1095
1096         if (prev && !reclaim)
1097                 last_visited = prev;
1098
1099         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1100                 if (prev)
1101                         goto out_css_put;
1102                 if (mem_cgroup_filter(root, root, cond) == VISIT)
1103                         return root;
1104                 return NULL;
1105         }
1106
1107         rcu_read_lock();
1108         while (!memcg) {
1109                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1110                 int uninitialized_var(seq);
1111
1112                 if (reclaim) {
1113                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
1114                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
1115                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1116
1117                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
1118                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
1119                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation) {
1120                                 iter->last_visited = NULL;
1121                                 goto out_unlock;
1122                         }
1123
1124                         last_visited = mem_cgroup_iter_load(iter, root, &seq);
1125                 }
1126
1127                 memcg = __mem_cgroup_iter_next(root, last_visited, cond);
1128
1129                 if (reclaim) {
1130                         mem_cgroup_iter_update(iter, last_visited, memcg, seq);
1131
1132                         if (!memcg)
1133                                 iter->generation++;
1134                         else if (!prev && memcg)
1135                                 reclaim->generation = iter->generation;
1136                 }
1137
1138                 /*
1139                  * We have finished the whole tree walk or no group has been
1140                  * visited because filter told us to skip the root node.
1141                  */
1142                 if (!memcg && (prev || (cond && !last_visited)))
1143                         goto out_unlock;
1144         }
1145 out_unlock:
1146         rcu_read_unlock();
1147 out_css_put:
1148         if (prev && prev != root)
1149                 css_put(&prev->css);
1150
1151         return memcg;
1152 }
1153
1154 /**
1155  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1156  * @root: hierarchy root
1157  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1158  */
1159 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1160                            struct mem_cgroup *prev)
1161 {
1162         if (!root)
1163                 root = root_mem_cgroup;
1164         if (prev && prev != root)
1165                 css_put(&prev->css);
1166 }
1167
1168 /*
1169  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1170  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1171  * be used for reference counting.
1172  */
1173 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1174         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1175              iter != NULL;                              \
1176              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1177
1178 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1179         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1180              iter != NULL;                              \
1181              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1182
1183 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1184 {
1185         struct mem_cgroup *memcg;
1186
1187         rcu_read_lock();
1188         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1189         if (unlikely(!memcg))
1190                 goto out;
1191
1192         switch (idx) {
1193         case PGFAULT:
1194                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1195                 break;
1196         case PGMAJFAULT:
1197                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1198                 break;
1199         default:
1200                 BUG();
1201         }
1202 out:
1203         rcu_read_unlock();
1204 }
1205 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1206
1207 /**
1208  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1209  * @zone: zone of the wanted lruvec
1210  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1211  *
1212  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1213  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1214  * is disabled.
1215  */
1216 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1217                                       struct mem_cgroup *memcg)
1218 {
1219         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1220         struct lruvec *lruvec;
1221
1222         if (mem_cgroup_disabled()) {
1223                 lruvec = &zone->lruvec;
1224                 goto out;
1225         }
1226
1227         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1228         lruvec = &mz->lruvec;
1229 out:
1230         /*
1231          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1232          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1233          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1234          */
1235         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1236                 lruvec->zone = zone;
1237         return lruvec;
1238 }
1239
1240 /*
1241  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1242  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1243  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1244  *
1245  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1246  * 1. charge
1247  * 2. moving account
1248  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1249  * It is added to LRU before charge.
1250  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1251  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1252  */
1253
1254 /**
1255  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1256  * @page: the page
1257  * @zone: zone of the page
1258  */
1259 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1260 {
1261         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1262         struct mem_cgroup *memcg;
1263         struct page_cgroup *pc;
1264         struct lruvec *lruvec;
1265
1266         if (mem_cgroup_disabled()) {
1267                 lruvec = &zone->lruvec;
1268                 goto out;
1269         }
1270
1271         pc = lookup_page_cgroup(page);
1272         memcg = pc->mem_cgroup;
1273
1274         /*
1275          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1276          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1277          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1278          *
1279          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1280          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1281          * of pc->mem_cgroup safe.
1282          */
1283         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1284                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1285
1286         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1287         lruvec = &mz->lruvec;
1288 out:
1289         /*
1290          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1291          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1292          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1293          */
1294         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1295                 lruvec->zone = zone;
1296         return lruvec;
1297 }
1298
1299 /**
1300  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1301  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1302  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1303  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1304  *
1305  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1306  * lru list.
1307  */
1308 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1309                                 int nr_pages)
1310 {
1311         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1312         unsigned long *lru_size;
1313
1314         if (mem_cgroup_disabled())
1315                 return;
1316
1317         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1318         lru_size = mz->lru_size + lru;
1319         *lru_size += nr_pages;
1320         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1321 }
1322
1323 /*
1324  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1325  * hierarchy subtree
1326  */
1327 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1328                                   struct mem_cgroup *memcg)
1329 {
1330         if (root_memcg == memcg)
1331                 return true;
1332         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1333                 return false;
1334         return css_is_ancestor(&memcg->css, &root_memcg->css);
1335 }
1336
1337 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1338                                        struct mem_cgroup *memcg)
1339 {
1340         bool ret;
1341
1342         rcu_read_lock();
1343         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1344         rcu_read_unlock();
1345         return ret;
1346 }
1347
1348 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task,
1349                         const struct mem_cgroup *memcg)
1350 {
1351         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1352         struct task_struct *p;
1353         bool ret;
1354
1355         p = find_lock_task_mm(task);
1356         if (p) {
1357                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1358                 task_unlock(p);
1359         } else {
1360                 /*
1361                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1362                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1363                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1364                  */
1365                 rcu_read_lock();
1366                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1367                 if (curr)
1368                         css_get(&curr->css);
1369                 rcu_read_unlock();
1370         }
1371         if (!curr)
1372                 return false;
1373         /*
1374          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1375          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1376          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1377          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1378          */
1379         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1380         css_put(&curr->css);
1381         return ret;
1382 }
1383
1384 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1385 {
1386         unsigned long inactive_ratio;
1387         unsigned long inactive;
1388         unsigned long active;
1389         unsigned long gb;
1390
1391         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1392         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1393
1394         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1395         if (gb)
1396                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1397         else
1398                 inactive_ratio = 1;
1399
1400         return inactive * inactive_ratio < active;
1401 }
1402
1403 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1404         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1405
1406 /**
1407  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1408  * @memcg: the memory cgroup
1409  *
1410  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1411  * pages.
1412  */
1413 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1414 {
1415         unsigned long long margin;
1416
1417         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1418         if (do_swap_account)
1419                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1420         return margin >> PAGE_SHIFT;
1421 }
1422
1423 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1424 {
1425         /* root ? */
1426         if (!css_parent(&memcg->css))
1427                 return vm_swappiness;
1428
1429         return memcg->swappiness;
1430 }
1431
1432 /*
1433  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1434  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1435  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1436  * rcu_read_lock(), like this:
1437  *
1438  *         CPU-A                                    CPU-B
1439  *                                              rcu_read_lock()
1440  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1441  *                                                   take heavy locks.
1442  *         synchronize_rcu()                    update something.
1443  *                                              rcu_read_unlock()
1444  *         start move here.
1445  */
1446
1447 /* for quick checking without looking up memcg */
1448 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1449
1450 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1451 {
1452         atomic_inc(&memcg_moving);
1453         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1454         synchronize_rcu();
1455 }
1456
1457 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1458 {
1459         /*
1460          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1461          * We check NULL in callee rather than caller.
1462          */
1463         if (memcg) {
1464                 atomic_dec(&memcg_moving);
1465                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1466         }
1467 }
1468
1469 /*
1470  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1471  *
1472  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1473  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1474  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1475  *
1476  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1477  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1478  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1479  */
1480
1481 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1482 {
1483         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1484         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1485 }
1486
1487 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1488 {
1489         struct mem_cgroup *from;
1490         struct mem_cgroup *to;
1491         bool ret = false;
1492         /*
1493          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1494          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1495          */
1496         spin_lock(&mc.lock);
1497         from = mc.from;
1498         to = mc.to;
1499         if (!from)
1500                 goto unlock;
1501
1502         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1503                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1504 unlock:
1505         spin_unlock(&mc.lock);
1506         return ret;
1507 }
1508
1509 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1510 {
1511         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1512                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1513                         DEFINE_WAIT(wait);
1514                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1515                         /* moving charge context might have finished. */
1516                         if (mc.moving_task)
1517                                 schedule();
1518                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1519                         return true;
1520                 }
1521         }
1522         return false;
1523 }
1524
1525 /*
1526  * Take this lock when
1527  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1528  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1529  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1530  */
1531 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1532                                   unsigned long *flags)
1533 {
1534         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1535 }
1536
1537 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1538                                 unsigned long *flags)
1539 {
1540         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1541 }
1542
1543 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1544 /**
1545  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1546  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1547  * @p: Task that is going to be killed
1548  *
1549  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1550  * enabled
1551  */
1552 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1553 {
1554         struct cgroup *task_cgrp;
1555         struct cgroup *mem_cgrp;
1556         /*
1557          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1558          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1559          * If this assumption is broken, revisit this code.
1560          */
1561         static char memcg_name[PATH_MAX];
1562         int ret;
1563         struct mem_cgroup *iter;
1564         unsigned int i;
1565
1566         if (!p)
1567                 return;
1568
1569         rcu_read_lock();
1570
1571         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1572         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1573
1574         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1575         if (ret < 0) {
1576                 /*
1577                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1578                  * But we'll still print out the usage information
1579                  */
1580                 rcu_read_unlock();
1581                 goto done;
1582         }
1583         rcu_read_unlock();
1584
1585         pr_info("Task in %s killed", memcg_name);
1586
1587         rcu_read_lock();
1588         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1589         if (ret < 0) {
1590                 rcu_read_unlock();
1591                 goto done;
1592         }
1593         rcu_read_unlock();
1594
1595         /*
1596          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1597          */
1598         pr_cont(" as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1599 done:
1600
1601         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1602                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1603                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1604                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1605         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1606                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1607                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1608                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1609         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1610                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) >> 10,
1611                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_LIMIT) >> 10,
1612                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_FAILCNT));
1613
1614         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1615                 pr_info("Memory cgroup stats");
1616
1617                 rcu_read_lock();
1618                 ret = cgroup_path(iter->css.cgroup, memcg_name, PATH_MAX);
1619                 if (!ret)
1620                         pr_cont(" for %s", memcg_name);
1621                 rcu_read_unlock();
1622                 pr_cont(":");
1623
1624                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1625                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1626                                 continue;
1627                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1628                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1629                 }
1630
1631                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1632                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1633                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1634
1635                 pr_cont("\n");
1636         }
1637 }
1638
1639 /*
1640  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1641  * 1(self count) if no children.
1642  */
1643 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1644 {
1645         int num = 0;
1646         struct mem_cgroup *iter;
1647
1648         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1649                 num++;
1650         return num;
1651 }
1652
1653 /*
1654  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1655  */
1656 static u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1657 {
1658         u64 limit;
1659
1660         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1661
1662         /*
1663          * Do not consider swap space if we cannot swap due to swappiness
1664          */
1665         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1666                 u64 memsw;
1667
1668                 limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1669                 memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1670
1671                 /*
1672                  * If memsw is finite and limits the amount of swap space
1673                  * available to this memcg, return that limit.
1674                  */
1675                 limit = min(limit, memsw);
1676         }
1677
1678         return limit;
1679 }
1680
1681 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1682                                      int order)
1683 {
1684         struct mem_cgroup *iter;
1685         unsigned long chosen_points = 0;
1686         unsigned long totalpages;
1687         unsigned int points = 0;
1688         struct task_struct *chosen = NULL;
1689
1690         /*
1691          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1692          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1693          * quickly exit and free its memory.
1694          */
1695         if (fatal_signal_pending(current) || current->flags & PF_EXITING) {
1696                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1697                 return;
1698         }
1699
1700         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1701         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) >> PAGE_SHIFT ? : 1;
1702         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1703                 struct css_task_iter it;
1704                 struct task_struct *task;
1705
1706                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
1707                 while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1708                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1709                                                         false)) {
1710                         case OOM_SCAN_SELECT:
1711                                 if (chosen)
1712                                         put_task_struct(chosen);
1713                                 chosen = task;
1714                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1715                                 get_task_struct(chosen);
1716                                 /* fall through */
1717                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1718                                 continue;
1719                         case OOM_SCAN_ABORT:
1720                                 css_task_iter_end(&it);
1721                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1722                                 if (chosen)
1723                                         put_task_struct(chosen);
1724                                 return;
1725                         case OOM_SCAN_OK:
1726                                 break;
1727                         };
1728                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1729                         if (points > chosen_points) {
1730                                 if (chosen)
1731                                         put_task_struct(chosen);
1732                                 chosen = task;
1733                                 chosen_points = points;
1734                                 get_task_struct(chosen);
1735                         }
1736                 }
1737                 css_task_iter_end(&it);
1738         }
1739
1740         if (!chosen)
1741                 return;
1742         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1743         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1744                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1745 }
1746
1747 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1748                                         gfp_t gfp_mask,
1749                                         unsigned long flags)
1750 {
1751         unsigned long total = 0;
1752         bool noswap = false;
1753         int loop;
1754
1755         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1756                 noswap = true;
1757         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1758                 noswap = true;
1759
1760         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1761                 if (loop)
1762                         drain_all_stock_async(memcg);
1763                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1764                 /*
1765                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1766                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1767                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1768                  */
1769                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1770                         break;
1771                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1772                         break;
1773                 /*
1774                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1775                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1776                  */
1777                 if (loop && !total)
1778                         break;
1779         }
1780         return total;
1781 }
1782
1783 #if MAX_NUMNODES > 1
1784 /**
1785  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1786  * @memcg: the target memcg
1787  * @nid: the node ID to be checked.
1788  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1789  *
1790  * This function returns whether the specified memcg contains any
1791  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1792  * pages in the node.
1793  */
1794 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1795                 int nid, bool noswap)
1796 {
1797         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1798                 return true;
1799         if (noswap || !total_swap_pages)
1800                 return false;
1801         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1802                 return true;
1803         return false;
1804
1805 }
1806
1807 /*
1808  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1809  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1810  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1811  *
1812  */
1813 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1814 {
1815         int nid;
1816         /*
1817          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1818          * pagein/pageout changes since the last update.
1819          */
1820         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1821                 return;
1822         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1823                 return;
1824
1825         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1826         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1827
1828         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1829
1830                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1831                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1832         }
1833
1834         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1835         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1836 }
1837
1838 /*
1839  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1840  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1841  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1842  *
1843  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1844  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1845  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1846  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1847  *
1848  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1849  */
1850 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1851 {
1852         int node;
1853
1854         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1855         node = memcg->last_scanned_node;
1856
1857         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1858         if (node == MAX_NUMNODES)
1859                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1860         /*
1861          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1862          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1863          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1864          * we use curret node.
1865          */
1866         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1867                 node = numa_node_id();
1868
1869         memcg->last_scanned_node = node;
1870         return node;
1871 }
1872
1873 #else
1874 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1875 {
1876         return 0;
1877 }
1878
1879 #endif
1880
1881 /*
1882  * A group is eligible for the soft limit reclaim under the given root
1883  * hierarchy if
1884  *      a) it is over its soft limit
1885  *      b) any parent up the hierarchy is over its soft limit
1886  *
1887  * If the given group doesn't have any children over the limit then it
1888  * doesn't make any sense to iterate its subtree.
1889  */
1890 enum mem_cgroup_filter_t
1891 mem_cgroup_soft_reclaim_eligible(struct mem_cgroup *memcg,
1892                 struct mem_cgroup *root)
1893 {
1894         struct mem_cgroup *parent;
1895
1896         if (!memcg)
1897                 memcg = root_mem_cgroup;
1898         parent = memcg;
1899
1900         if (res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res))
1901                 return VISIT;
1902
1903         /*
1904          * If any parent up to the root in the hierarchy is over its soft limit
1905          * then we have to obey and reclaim from this group as well.
1906          */
1907         while ((parent = parent_mem_cgroup(parent))) {
1908                 if (res_counter_soft_limit_excess(&parent->res))
1909                         return VISIT;
1910                 if (parent == root)
1911                         break;
1912         }
1913
1914         if (!atomic_read(&memcg->children_in_excess))
1915                 return SKIP_TREE;
1916         return SKIP;
1917 }
1918
1919 /*
1920  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1921  * If someone is running, return false.
1922  * Has to be called with memcg_oom_lock
1923  */
1924 static bool mem_cgroup_oom_lock(struct mem_cgroup *memcg)
1925 {
1926         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1927
1928         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1929                 if (iter->oom_lock) {
1930                         /*
1931                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1932                          * so we cannot give a lock.
1933                          */
1934                         failed = iter;
1935                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1936                         break;
1937                 } else
1938                         iter->oom_lock = true;
1939         }
1940
1941         if (!failed)
1942                 return true;
1943
1944         /*
1945          * OK, we failed to lock the whole subtree so we have to clean up
1946          * what we set up to the failing subtree
1947          */
1948         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1949                 if (iter == failed) {
1950                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1951                         break;
1952                 }
1953                 iter->oom_lock = false;
1954         }
1955         return false;
1956 }
1957
1958 /*
1959  * Has to be called with memcg_oom_lock
1960  */
1961 static int mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1962 {
1963         struct mem_cgroup *iter;
1964
1965         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1966                 iter->oom_lock = false;
1967         return 0;
1968 }
1969
1970 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1971 {
1972         struct mem_cgroup *iter;
1973
1974         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1975                 atomic_inc(&iter->under_oom);
1976 }
1977
1978 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1979 {
1980         struct mem_cgroup *iter;
1981
1982         /*
1983          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1984          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
1985          * atomic_add_unless() here.
1986          */
1987         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1988                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
1989 }
1990
1991 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1992 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1993
1994 struct oom_wait_info {
1995         struct mem_cgroup *memcg;
1996         wait_queue_t    wait;
1997 };
1998
1999 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
2000         unsigned mode, int sync, void *arg)
2001 {
2002         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
2003         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
2004         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
2005
2006         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
2007         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
2008
2009         /*
2010          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
2011          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
2012          */
2013         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
2014                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
2015                 return 0;
2016         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
2017 }
2018
2019 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2020 {
2021         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
2022         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
2023 }
2024
2025 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
2026 {
2027         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
2028                 memcg_wakeup_oom(memcg);
2029 }
2030
2031 /*
2032  * try to call OOM killer. returns false if we should exit memory-reclaim loop.
2033  */
2034 static bool mem_cgroup_handle_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask,
2035                                   int order)
2036 {
2037         struct oom_wait_info owait;
2038         bool locked, need_to_kill;
2039
2040         owait.memcg = memcg;
2041         owait.wait.flags = 0;
2042         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2043         owait.wait.private = current;
2044         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
2045         need_to_kill = true;
2046         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2047
2048         /* At first, try to OOM lock hierarchy under memcg.*/
2049         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2050         locked = mem_cgroup_oom_lock(memcg);
2051         /*
2052          * Even if signal_pending(), we can't quit charge() loop without
2053          * accounting. So, UNINTERRUPTIBLE is appropriate. But SIGKILL
2054          * under OOM is always welcomed, use TASK_KILLABLE here.
2055          */
2056         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2057         if (!locked || memcg->oom_kill_disable)
2058                 need_to_kill = false;
2059         if (locked)
2060                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2061         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2062
2063         if (need_to_kill) {
2064                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2065                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order);
2066         } else {
2067                 schedule();
2068                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2069         }
2070         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2071         if (locked)
2072                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2073         memcg_wakeup_oom(memcg);
2074         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2075
2076         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2077
2078         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
2079                 return false;
2080         /* Give chance to dying process */
2081         schedule_timeout_uninterruptible(1);
2082         return true;
2083 }
2084
2085 /*
2086  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
2087  * generalized to update other statistics as well.
2088  *
2089  * Notes: Race condition
2090  *
2091  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
2092  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
2093  * to do so _always_.
2094  *
2095  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
2096  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
2097  * are no race with "charge".
2098  *
2099  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
2100  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
2101  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
2102  * by flags.
2103  *
2104  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
2105  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
2106  * If there is, we take a lock.
2107  */
2108
2109 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
2110                                 bool *locked, unsigned long *flags)
2111 {
2112         struct mem_cgroup *memcg;
2113         struct page_cgroup *pc;
2114
2115         pc = lookup_page_cgroup(page);
2116 again:
2117         memcg = pc->mem_cgroup;
2118         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2119                 return;
2120         /*
2121          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
2122          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
2123          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
2124          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
2125          */
2126         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
2127                 return;
2128
2129         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2130         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2131                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2132                 goto again;
2133         }
2134         *locked = true;
2135 }
2136
2137 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
2138 {
2139         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2140
2141         /*
2142          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
2143          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
2144          * should take move_lock_mem_cgroup().
2145          */
2146         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
2147 }
2148
2149 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
2150                                  enum mem_cgroup_page_stat_item idx, int val)
2151 {
2152         struct mem_cgroup *memcg;
2153         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2154         unsigned long uninitialized_var(flags);
2155
2156         if (mem_cgroup_disabled())
2157                 return;
2158
2159         memcg = pc->mem_cgroup;
2160         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2161                 return;
2162
2163         switch (idx) {
2164         case MEMCG_NR_FILE_MAPPED:
2165                 idx = MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED;
2166                 break;
2167         default:
2168                 BUG();
2169         }
2170
2171         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2172 }
2173
2174 /*
2175  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2176  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2177  */
2178 #define CHARGE_BATCH    32U
2179 struct memcg_stock_pcp {
2180         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2181         unsigned int nr_pages;
2182         struct work_struct work;
2183         unsigned long flags;
2184 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2185 };
2186 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2187 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2188
2189 /**
2190  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2191  * @memcg: memcg to consume from.
2192  * @nr_pages: how many pages to charge.
2193  *
2194  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2195  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2196  * service an allocation will refill the stock.
2197  *
2198  * returns true if successful, false otherwise.
2199  */
2200 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2201 {
2202         struct memcg_stock_pcp *stock;
2203         bool ret = true;
2204
2205         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2206                 return false;
2207
2208         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2209         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages)
2210                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2211         else /* need to call res_counter_charge */
2212                 ret = false;
2213         put_cpu_var(memcg_stock);
2214         return ret;
2215 }
2216
2217 /*
2218  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2219  */
2220 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2221 {
2222         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2223
2224         if (stock->nr_pages) {
2225                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2226
2227                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2228                 if (do_swap_account)
2229                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2230                 stock->nr_pages = 0;
2231         }
2232         stock->cached = NULL;
2233 }
2234
2235 /*
2236  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2237  * a thread which is pinned to local cpu.
2238  */
2239 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2240 {
2241         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2242         drain_stock(stock);
2243         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2244 }
2245
2246 static void __init memcg_stock_init(void)
2247 {
2248         int cpu;
2249
2250         for_each_possible_cpu(cpu) {
2251                 struct memcg_stock_pcp *stock =
2252                                         &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2253                 INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
2254         }
2255 }
2256
2257 /*
2258  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2259  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2260  */
2261 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2262 {
2263         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2264
2265         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2266                 drain_stock(stock);
2267                 stock->cached = memcg;
2268         }
2269         stock->nr_pages += nr_pages;
2270         put_cpu_var(memcg_stock);
2271 }
2272
2273 /*
2274  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2275  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2276  * until the work is done.
2277  */
2278 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2279 {
2280         int cpu, curcpu;
2281
2282         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2283         get_online_cpus();
2284         curcpu = get_cpu();
2285         for_each_online_cpu(cpu) {
2286                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2287                 struct mem_cgroup *memcg;
2288
2289                 memcg = stock->cached;
2290                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2291                         continue;
2292                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2293                         continue;
2294                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2295                         if (cpu == curcpu)
2296                                 drain_local_stock(&stock->work);
2297                         else
2298                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2299                 }
2300         }
2301         put_cpu();
2302
2303         if (!sync)
2304                 goto out;
2305
2306         for_each_online_cpu(cpu) {
2307                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2308                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2309                         flush_work(&stock->work);
2310         }
2311 out:
2312         put_online_cpus();
2313 }
2314
2315 /*
2316  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2317  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2318  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2319  * it.
2320  */
2321 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2322 {
2323         /*
2324          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2325          */
2326         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2327                 return;
2328         drain_all_stock(root_memcg, false);
2329         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2330 }
2331
2332 /* This is a synchronous drain interface. */
2333 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2334 {
2335         /* called when force_empty is called */
2336         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2337         drain_all_stock(root_memcg, true);
2338         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2339 }
2340
2341 /*
2342  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2343  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2344  */
2345 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2346 {
2347         int i;
2348
2349         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2350         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2351                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2352
2353                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2354                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2355         }
2356         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2357                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2358
2359                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2360                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2361         }
2362         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2363 }
2364
2365 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2366                                         unsigned long action,
2367                                         void *hcpu)
2368 {
2369         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2370         struct memcg_stock_pcp *stock;
2371         struct mem_cgroup *iter;
2372
2373         if (action == CPU_ONLINE)
2374                 return NOTIFY_OK;
2375
2376         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2377                 return NOTIFY_OK;
2378
2379         for_each_mem_cgroup(iter)
2380                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2381
2382         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2383         drain_stock(stock);
2384         return NOTIFY_OK;
2385 }
2386
2387
2388 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2389 enum {
2390         CHARGE_OK,              /* success */
2391         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2392         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2393         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2394         CHARGE_OOM_DIE,         /* the current is killed because of OOM */
2395 };
2396
2397 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2398                                 unsigned int nr_pages, unsigned int min_pages,
2399                                 bool oom_check)
2400 {
2401         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2402         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2403         struct res_counter *fail_res;
2404         unsigned long flags = 0;
2405         int ret;
2406
2407         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2408
2409         if (likely(!ret)) {
2410                 if (!do_swap_account)
2411                         return CHARGE_OK;
2412                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2413                 if (likely(!ret))
2414                         return CHARGE_OK;
2415
2416                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2417                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2418                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2419         } else
2420                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2421         /*
2422          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2423          * single page instead.
2424          */
2425         if (nr_pages > min_pages)
2426                 return CHARGE_RETRY;
2427
2428         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2429                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2430
2431         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2432                 return CHARGE_NOMEM;
2433
2434         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2435         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2436                 return CHARGE_RETRY;
2437         /*
2438          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2439          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2440          * before killing the task.
2441          *
2442          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2443          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2444          * to regular pages anyway in case of failure.
2445          */
2446         if (nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) && ret)
2447                 return CHARGE_RETRY;
2448
2449         /*
2450          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2451          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2452          */
2453         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2454                 return CHARGE_RETRY;
2455
2456         /* If we don't need to call oom-killer at el, return immediately */
2457         if (!oom_check)
2458                 return CHARGE_NOMEM;
2459         /* check OOM */
2460         if (!mem_cgroup_handle_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize)))
2461                 return CHARGE_OOM_DIE;
2462
2463         return CHARGE_RETRY;
2464 }
2465
2466 /*
2467  * __mem_cgroup_try_charge() does
2468  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2469  * 2. update res_counter
2470  * 3. call memory reclaim if necessary.
2471  *
2472  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2473  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2474  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2475  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2476  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2477  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2478  *
2479  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2480  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2481  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2482  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2483  *
2484  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2485  * the oom-killer can be invoked.
2486  */
2487 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2488                                    gfp_t gfp_mask,
2489                                    unsigned int nr_pages,
2490                                    struct mem_cgroup **ptr,
2491                                    bool oom)
2492 {
2493         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2494         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2495         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2496         int ret;
2497
2498         /*
2499          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2500          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2501          * MEMDIE process.
2502          */
2503         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2504                      || fatal_signal_pending(current)))
2505                 goto bypass;
2506
2507         /*
2508          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2509          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2510          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2511          * set, if so charge the root memcg (happens for pagecache usage).
2512          */
2513         if (!*ptr && !mm)
2514                 *ptr = root_mem_cgroup;
2515 again:
2516         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2517                 memcg = *ptr;
2518                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2519                         goto done;
2520                 if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2521                         goto done;
2522                 css_get(&memcg->css);
2523         } else {
2524                 struct task_struct *p;
2525
2526                 rcu_read_lock();
2527                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2528                 /*
2529                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2530                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2531                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2532                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2533                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2534                  * small race, here.
2535                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2536                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2537                  */
2538                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2539                 if (!memcg)
2540                         memcg = root_mem_cgroup;
2541                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2542                         rcu_read_unlock();
2543                         goto done;
2544                 }
2545                 if (consume_stock(memcg, nr_pages)) {
2546                         /*
2547                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2548                          * But considering how consume_stok works, it's not
2549                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2550                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2551                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2552                          * calling consume_stock().
2553                          */
2554                         rcu_read_unlock();
2555                         goto done;
2556                 }
2557                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2558                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2559                         rcu_read_unlock();
2560                         goto again;
2561                 }
2562                 rcu_read_unlock();
2563         }
2564
2565         do {
2566                 bool oom_check;
2567
2568                 /* If killed, bypass charge */
2569                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2570                         css_put(&memcg->css);
2571                         goto bypass;
2572                 }
2573
2574                 oom_check = false;
2575                 if (oom && !nr_oom_retries) {
2576                         oom_check = true;
2577                         nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2578                 }
2579
2580                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch, nr_pages,
2581                     oom_check);
2582                 switch (ret) {
2583                 case CHARGE_OK:
2584                         break;
2585                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2586                         batch = nr_pages;
2587                         css_put(&memcg->css);
2588                         memcg = NULL;
2589                         goto again;
2590                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2591                         css_put(&memcg->css);
2592                         goto nomem;
2593                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2594                         if (!oom) {
2595                                 css_put(&memcg->css);
2596                                 goto nomem;
2597                         }
2598                         /* If oom, we never return -ENOMEM */
2599                         nr_oom_retries--;
2600                         break;
2601                 case CHARGE_OOM_DIE: /* Killed by OOM Killer */
2602                         css_put(&memcg->css);
2603                         goto bypass;
2604                 }
2605         } while (ret != CHARGE_OK);
2606
2607         if (batch > nr_pages)
2608                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2609         css_put(&memcg->css);
2610 done:
2611         *ptr = memcg;
2612         return 0;
2613 nomem:
2614         *ptr = NULL;
2615         return -ENOMEM;
2616 bypass:
2617         *ptr = root_mem_cgroup;
2618         return -EINTR;
2619 }
2620
2621 /*
2622  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2623  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2624  * gotten by try_charge().
2625  */
2626 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2627                                        unsigned int nr_pages)
2628 {
2629         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2630                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2631
2632                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2633                 if (do_swap_account)
2634                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2635         }
2636 }
2637
2638 /*
2639  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2640  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2641  */
2642 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2643                                         unsigned int nr_pages)
2644 {
2645         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2646
2647         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2648                 return;
2649
2650         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2651         if (do_swap_account)
2652                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2653                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2654 }
2655
2656 /*
2657  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2658  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling css_tryget if
2659  * the mem_cgroup is used for charging. (dropping refcnt from swap can be
2660  * called against removed memcg.)
2661  */
2662 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2663 {
2664         struct cgroup_subsys_state *css;
2665
2666         /* ID 0 is unused ID */
2667         if (!id)
2668                 return NULL;
2669         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2670         if (!css)
2671                 return NULL;
2672         return mem_cgroup_from_css(css);
2673 }
2674
2675 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2676 {
2677         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2678         struct page_cgroup *pc;
2679         unsigned short id;
2680         swp_entry_t ent;
2681
2682         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2683
2684         pc = lookup_page_cgroup(page);
2685         lock_page_cgroup(pc);
2686         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2687                 memcg = pc->mem_cgroup;
2688                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2689                         memcg = NULL;
2690         } else if (PageSwapCache(page)) {
2691                 ent.val = page_private(page);
2692                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2693                 rcu_read_lock();
2694                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2695                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2696                         memcg = NULL;
2697                 rcu_read_unlock();
2698         }
2699         unlock_page_cgroup(pc);
2700         return memcg;
2701 }
2702
2703 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2704                                        struct page *page,
2705                                        unsigned int nr_pages,
2706                                        enum charge_type ctype,
2707                                        bool lrucare)
2708 {
2709         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2710         struct zone *uninitialized_var(zone);
2711         struct lruvec *lruvec;
2712         bool was_on_lru = false;
2713         bool anon;
2714
2715         lock_page_cgroup(pc);
2716         VM_BUG_ON(PageCgroupUsed(pc));
2717         /*
2718          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2719          * accessed by any other context at this point.
2720          */
2721
2722         /*
2723          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2724          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2725          */
2726         if (lrucare) {
2727                 zone = page_zone(page);
2728                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2729                 if (PageLRU(page)) {
2730                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2731                         ClearPageLRU(page);
2732                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2733                         was_on_lru = true;
2734                 }
2735         }
2736
2737         pc->mem_cgroup = memcg;
2738         /*
2739          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2740          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2741          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2742          * before USED bit, we need memory barrier here.
2743          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2744          */
2745         smp_wmb();
2746         SetPageCgroupUsed(pc);
2747
2748         if (lrucare) {
2749                 if (was_on_lru) {
2750                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2751                         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2752                         SetPageLRU(page);
2753                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2754                 }
2755                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2756         }
2757
2758         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON)
2759                 anon = true;
2760         else
2761                 anon = false;
2762
2763         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, nr_pages);
2764         unlock_page_cgroup(pc);
2765
2766         /*
2767          * "charge_statistics" updated event counter.
2768          */
2769         memcg_check_events(memcg, page);
2770 }
2771
2772 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
2773
2774 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2775 static inline bool memcg_can_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2776 {
2777         return !mem_cgroup_disabled() && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
2778                 (memcg->kmem_account_flags & KMEM_ACCOUNTED_MASK);
2779 }
2780
2781 /*
2782  * This is a bit cumbersome, but it is rarely used and avoids a backpointer
2783  * in the memcg_cache_params struct.
2784  */
2785 static struct kmem_cache *memcg_params_to_cache(struct memcg_cache_params *p)
2786 {
2787         struct kmem_cache *cachep;
2788
2789         VM_BUG_ON(p->is_root_cache);
2790         cachep = p->root_cache;
2791         return cachep->memcg_params->memcg_caches[memcg_cache_id(p->memcg)];
2792 }
2793
2794 #ifdef CONFIG_SLABINFO
2795 static int mem_cgroup_slabinfo_read(struct cgroup_subsys_state *css,
2796                                     struct cftype *cft, struct seq_file *m)
2797 {
2798         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2799         struct memcg_cache_params *params;
2800
2801         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
2802                 return -EIO;
2803
2804         print_slabinfo_header(m);
2805
2806         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
2807         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list)
2808                 cache_show(memcg_params_to_cache(params), m);
2809         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
2810
2811         return 0;
2812 }
2813 #endif
2814
2815 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp, u64 size)
2816 {
2817         struct res_counter *fail_res;
2818         struct mem_cgroup *_memcg;
2819         int ret = 0;
2820         bool may_oom;
2821
2822         ret = res_counter_charge(&memcg->kmem, size, &fail_res);
2823         if (ret)
2824                 return ret;
2825
2826         /*
2827          * Conditions under which we can wait for the oom_killer. Those are
2828          * the same conditions tested by the core page allocator
2829          */
2830         may_oom = (gfp & __GFP_FS) && !(gfp & __GFP_NORETRY);
2831
2832         _memcg = memcg;
2833         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp, size >> PAGE_SHIFT,
2834                                       &_memcg, may_oom);
2835
2836         if (ret == -EINTR)  {
2837                 /*
2838                  * __mem_cgroup_try_charge() chosed to bypass to root due to
2839                  * OOM kill or fatal signal.  Since our only options are to
2840                  * either fail the allocation or charge it to this cgroup, do
2841                  * it as a temporary condition. But we can't fail. From a
2842                  * kmem/slab perspective, the cache has already been selected,
2843                  * by mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
2844                  * our minds.
2845                  *
2846                  * This condition will only trigger if the task entered
2847                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed during
2848                  * __mem_cgroup_try_charge() above. Tasks that were already
2849                  * dying when the allocation triggers should have been already
2850                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
2851                  */
2852                 res_counter_charge_nofail(&memcg->res, size, &fail_res);
2853                 if (do_swap_account)
2854                         res_counter_charge_nofail(&memcg->memsw, size,
2855                                                   &fail_res);
2856                 ret = 0;
2857         } else if (ret)
2858                 res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size);
2859
2860         return ret;
2861 }
2862
2863 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, u64 size)
2864 {
2865         res_counter_uncharge(&memcg->res, size);
2866         if (do_swap_account)
2867                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, size);
2868
2869         /* Not down to 0 */
2870         if (res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size))
2871                 return;
2872
2873         /*
2874          * Releases a reference taken in kmem_cgroup_css_offline in case
2875          * this last uncharge is racing with the offlining code or it is
2876          * outliving the memcg existence.
2877          *
2878          * The memory barrier imposed by test&clear is paired with the
2879          * explicit one in memcg_kmem_mark_dead().
2880          */
2881         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
2882                 css_put(&memcg->css);
2883 }
2884
2885 void memcg_cache_list_add(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *cachep)
2886 {
2887         if (!memcg)
2888                 return;
2889
2890         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
2891         list_add(&cachep->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
2892         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
2893 }
2894
2895 /*
2896  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
2897  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
2898  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
2899  */
2900 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
2901 {
2902         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
2903 }
2904
2905 /*
2906  * This ends up being protected by the set_limit mutex, during normal
2907  * operation, because that is its main call site.
2908  *
2909  * But when we create a new cache, we can call this as well if its parent
2910  * is kmem-limited. That will have to hold set_limit_mutex as well.
2911  */
2912 int memcg_update_cache_sizes(struct mem_cgroup *memcg)
2913 {
2914         int num, ret;
2915
2916         num = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
2917                                 0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2918         if (num < 0)
2919                 return num;
2920         /*
2921          * After this point, kmem_accounted (that we test atomically in
2922          * the beginning of this conditional), is no longer 0. This
2923          * guarantees only one process will set the following boolean
2924          * to true. We don't need test_and_set because we're protected
2925          * by the set_limit_mutex anyway.
2926          */
2927         memcg_kmem_set_activated(memcg);
2928
2929         ret = memcg_update_all_caches(num+1);
2930         if (ret) {
2931                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, num);
2932                 memcg_kmem_clear_activated(memcg);
2933                 return ret;
2934         }
2935
2936         memcg->kmemcg_id = num;
2937         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
2938         mutex_init(&memcg->slab_caches_mutex);
2939         return 0;
2940 }
2941
2942 static size_t memcg_caches_array_size(int num_groups)
2943 {
2944         ssize_t size;
2945         if (num_groups <= 0)
2946                 return 0;
2947
2948         size = 2 * num_groups;
2949         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2950                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2951         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2952                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2953
2954         return size;
2955 }
2956
2957 /*
2958  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
2959  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
2960  * calling this.
2961  */
2962 void memcg_update_array_size(int num)
2963 {
2964         if (num > memcg_limited_groups_array_size)
2965                 memcg_limited_groups_array_size = memcg_caches_array_size(num);
2966 }
2967
2968 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w);
2969
2970 int memcg_update_cache_size(struct kmem_cache *s, int num_groups)
2971 {
2972         struct memcg_cache_params *cur_params = s->memcg_params;
2973
2974         VM_BUG_ON(s->memcg_params && !s->memcg_params->is_root_cache);
2975
2976         if (num_groups > memcg_limited_groups_array_size) {
2977                 int i;
2978                 ssize_t size = memcg_caches_array_size(num_groups);
2979
2980                 size *= sizeof(void *);
2981                 size += offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
2982
2983                 s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
2984                 if (!s->memcg_params) {
2985                         s->memcg_params = cur_params;
2986                         return -ENOMEM;
2987                 }
2988
2989                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
2990
2991                 /*
2992                  * There is the chance it will be bigger than
2993                  * memcg_limited_groups_array_size, if we failed an allocation
2994                  * in a cache, in which case all caches updated before it, will
2995                  * have a bigger array.
2996                  *
2997                  * But if that is the case, the data after
2998                  * memcg_limited_groups_array_size is certainly unused
2999                  */
3000                 for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3001                         if (!cur_params->memcg_caches[i])
3002                                 continue;
3003                         s->memcg_params->memcg_caches[i] =
3004                                                 cur_params->memcg_caches[i];
3005                 }
3006
3007                 /*
3008                  * Ideally, we would wait until all caches succeed, and only
3009                  * then free the old one. But this is not worth the extra
3010                  * pointer per-cache we'd have to have for this.
3011                  *
3012                  * It is not a big deal if some caches are left with a size
3013                  * bigger than the others. And all updates will reset this
3014                  * anyway.
3015                  */
3016                 kfree(cur_params);
3017         }
3018         return 0;
3019 }
3020
3021 int memcg_register_cache(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s,
3022                          struct kmem_cache *root_cache)
3023 {
3024         size_t size;
3025
3026         if (!memcg_kmem_enabled())
3027                 return 0;
3028
3029         if (!memcg) {
3030                 size = offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
3031                 size += memcg_limited_groups_array_size * sizeof(void *);
3032         } else
3033                 size = sizeof(struct memcg_cache_params);
3034
3035         s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3036         if (!s->memcg_params)
3037                 return -ENOMEM;
3038
3039         if (memcg) {
3040                 s->memcg_params->memcg = memcg;
3041                 s->memcg_params->root_cache = root_cache;
3042                 INIT_WORK(&s->memcg_params->destroy,
3043                                 kmem_cache_destroy_work_func);
3044         } else
3045                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3046
3047         return 0;
3048 }
3049
3050 void memcg_release_cache(struct kmem_cache *s)
3051 {
3052         struct kmem_cache *root;
3053         struct mem_cgroup *memcg;
3054         int id;
3055
3056         /*
3057          * This happens, for instance, when a root cache goes away before we
3058          * add any memcg.
3059          */
3060         if (!s->memcg_params)
3061                 return;
3062
3063         if (s->memcg_params->is_root_cache)
3064                 goto out;
3065
3066         memcg = s->memcg_params->memcg;
3067         id  = memcg_cache_id(memcg);
3068
3069         root = s->memcg_params->root_cache;
3070         root->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
3071
3072         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3073         list_del(&s->memcg_params->list);
3074         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3075
3076         css_put(&memcg->css);
3077 out:
3078         kfree(s->memcg_params);
3079 }
3080
3081 /*
3082  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
3083  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
3084  * enqueing new caches to be created.
3085  *
3086  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
3087  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
3088  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
3089  * objects during debug.
3090  *
3091  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
3092  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
3093  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
3094  * cache again, failing at the same point.
3095  *
3096  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
3097  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
3098  * inside the following two functions.
3099  */
3100 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
3101 {
3102         VM_BUG_ON(!current->mm);
3103         current->memcg_kmem_skip_account++;
3104 }
3105
3106 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
3107 {
3108         VM_BUG_ON(!current->mm);
3109         current->memcg_kmem_skip_account--;
3110 }
3111
3112 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w)
3113 {
3114         struct kmem_cache *cachep;
3115         struct memcg_cache_params *p;
3116
3117         p = container_of(w, struct memcg_cache_params, destroy);
3118
3119         cachep = memcg_params_to_cache(p);
3120
3121         /*
3122          * If we get down to 0 after shrink, we could delete right away.
3123          * However, memcg_release_pages() already puts us back in the workqueue
3124          * in that case. If we proceed deleting, we'll get a dangling
3125          * reference, and removing the object from the workqueue in that case
3126          * is unnecessary complication. We are not a fast path.
3127          *
3128          * Note that this case is fundamentally different from racing with
3129          * shrink_slab(): if memcg_cgroup_destroy_cache() is called in
3130          * kmem_cache_shrink, not only we would be reinserting a dead cache
3131          * into the queue, but doing so from inside the worker racing to
3132          * destroy it.
3133          *
3134          * So if we aren't down to zero, we'll just schedule a worker and try
3135          * again
3136          */
3137         if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) != 0) {
3138                 kmem_cache_shrink(cachep);
3139                 if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) == 0)
3140                         return;
3141         } else
3142                 kmem_cache_destroy(cachep);
3143 }
3144
3145 void mem_cgroup_destroy_cache(struct kmem_cache *cachep)
3146 {
3147         if (!cachep->memcg_params->dead)
3148                 return;
3149
3150         /*
3151          * There are many ways in which we can get here.
3152          *
3153          * We can get to a memory-pressure situation while the delayed work is
3154          * still pending to run. The vmscan shrinkers can then release all
3155          * cache memory and get us to destruction. If this is the case, we'll
3156          * be executed twice, which is a bug (the second time will execute over
3157          * bogus data). In this case, cancelling the work should be fine.
3158          *
3159          * But we can also get here from the worker itself, if
3160          * kmem_cache_shrink is enough to shake all the remaining objects and
3161          * get the page count to 0. In this case, we'll deadlock if we try to
3162          * cancel the work (the worker runs with an internal lock held, which
3163          * is the same lock we would hold for cancel_work_sync().)
3164          *
3165          * Since we can't possibly know who got us here, just refrain from
3166          * running if there is already work pending
3167          */
3168         if (work_pending(&cachep->memcg_params->destroy))
3169                 return;
3170         /*
3171          * We have to defer the actual destroying to a workqueue, because
3172          * we might currently be in a context that cannot sleep.
3173          */
3174         schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3175 }
3176
3177 /*
3178  * This lock protects updaters, not readers. We want readers to be as fast as
3179  * they can, and they will either see NULL or a valid cache value. Our model
3180  * allow them to see NULL, in which case the root memcg will be selected.
3181  *
3182  * We need this lock because multiple allocations to the same cache from a non
3183  * will span more than one worker. Only one of them can create the cache.
3184  */
3185 static DEFINE_MUTEX(memcg_cache_mutex);
3186
3187 /*
3188  * Called with memcg_cache_mutex held
3189  */
3190 static struct kmem_cache *kmem_cache_dup(struct mem_cgroup *memcg,
3191                                          struct kmem_cache *s)
3192 {
3193         struct kmem_cache *new;
3194         static char *tmp_name = NULL;
3195
3196         lockdep_assert_held(&memcg_cache_mutex);
3197
3198         /*
3199          * kmem_cache_create_memcg duplicates the given name and
3200          * cgroup_name for this name requires RCU context.
3201          * This static temporary buffer is used to prevent from
3202          * pointless shortliving allocation.
3203          */
3204         if (!tmp_name) {
3205                 tmp_name = kmalloc(PATH_MAX, GFP_KERNEL);
3206                 if (!tmp_name)
3207                         return NULL;
3208         }
3209
3210         rcu_read_lock();
3211         snprintf(tmp_name, PATH_MAX, "%s(%d:%s)", s->name,
3212                          memcg_cache_id(memcg), cgroup_name(memcg->css.cgroup));
3213         rcu_read_unlock();
3214
3215         new = kmem_cache_create_memcg(memcg, tmp_name, s->object_size, s->align,
3216                                       (s->flags & ~SLAB_PANIC), s->ctor, s);
3217
3218         if (new)
3219                 new->allocflags |= __GFP_KMEMCG;
3220
3221         return new;
3222 }
3223
3224 static struct kmem_cache *memcg_create_kmem_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3225                                                   struct kmem_cache *cachep)
3226 {
3227         struct kmem_cache *new_cachep;
3228         int idx;
3229
3230         BUG_ON(!memcg_can_account_kmem(memcg));
3231
3232         idx = memcg_cache_id(memcg);
3233
3234         mutex_lock(&memcg_cache_mutex);
3235         new_cachep = cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3236         if (new_cachep) {
3237                 css_put(&memcg->css);
3238                 goto out;
3239         }
3240
3241         new_cachep = kmem_cache_dup(memcg, cachep);
3242         if (new_cachep == NULL) {
3243                 new_cachep = cachep;
3244                 css_put(&memcg->css);
3245                 goto out;
3246         }
3247
3248         atomic_set(&new_cachep->memcg_params->nr_pages , 0);
3249
3250         cachep->memcg_params->memcg_caches[idx] = new_cachep;
3251         /*
3252          * the readers won't lock, make sure everybody sees the updated value,
3253          * so they won't put stuff in the queue again for no reason
3254          */
3255         wmb();
3256 out:
3257         mutex_unlock(&memcg_cache_mutex);
3258         return new_cachep;
3259 }
3260
3261 void kmem_cache_destroy_memcg_children(struct kmem_cache *s)
3262 {
3263         struct kmem_cache *c;
3264         int i;
3265
3266         if (!s->memcg_params)
3267                 return;
3268         if (!s->memcg_params->is_root_cache)
3269                 return;
3270
3271         /*
3272          * If the cache is being destroyed, we trust that there is no one else
3273          * requesting objects from it. Even if there are, the sanity checks in
3274          * kmem_cache_destroy should caught this ill-case.
3275          *
3276          * Still, we don't want anyone else freeing memcg_caches under our
3277          * noses, which can happen if a new memcg comes to life. As usual,
3278          * we'll take the set_limit_mutex to protect ourselves against this.
3279          */
3280         mutex_lock(&set_limit_mutex);
3281         for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3282                 c = s->memcg_params->memcg_caches[i];
3283                 if (!c)
3284                         continue;
3285
3286                 /*
3287                  * We will now manually delete the caches, so to avoid races
3288                  * we need to cancel all pending destruction workers and
3289                  * proceed with destruction ourselves.
3290                  *
3291                  * kmem_cache_destroy() will call kmem_cache_shrink internally,
3292                  * and that could spawn the workers again: it is likely that
3293                  * the cache still have active pages until this very moment.
3294                  * This would lead us back to mem_cgroup_destroy_cache.
3295                  *
3296                  * But that will not execute at all if the "dead" flag is not
3297                  * set, so flip it down to guarantee we are in control.
3298                  */
3299                 c->memcg_params->dead = false;
3300                 cancel_work_sync(&c->memcg_params->destroy);
3301                 kmem_cache_destroy(c);
3302         }
3303         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3304 }
3305
3306 struct create_work {
3307         struct mem_cgroup *memcg;
3308         struct kmem_cache *cachep;
3309         struct work_struct work;
3310 };
3311
3312 static void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3313 {
3314         struct kmem_cache *cachep;
3315         struct memcg_cache_params *params;
3316
3317         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3318                 return;
3319
3320         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3321         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list) {
3322                 cachep = memcg_params_to_cache(params);
3323                 cachep->memcg_params->dead = true;
3324                 schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3325         }
3326         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3327 }
3328
3329 static void memcg_create_cache_work_func(struct work_struct *w)
3330 {
3331         struct create_work *cw;
3332
3333         cw = container_of(w, struct create_work, work);
3334         memcg_create_kmem_cache(cw->memcg, cw->cachep);
3335         kfree(cw);
3336 }
3337
3338 /*
3339  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
3340  */
3341 static void __memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3342                                          struct kmem_cache *cachep)
3343 {
3344         struct create_work *cw;
3345
3346         cw = kmalloc(sizeof(struct create_work), GFP_NOWAIT);
3347         if (cw == NULL) {
3348                 css_put(&memcg->css);
3349                 return;
3350         }
3351
3352         cw->memcg = memcg;
3353         cw->cachep = cachep;
3354
3355         INIT_WORK(&cw->work, memcg_create_cache_work_func);
3356         schedule_work(&cw->work);
3357 }
3358
3359 static void memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3360                                        struct kmem_cache *cachep)
3361 {
3362         /*
3363          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
3364          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
3365          * in __memcg_create_cache_enqueue will recurse.
3366          *
3367          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
3368          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
3369          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
3370          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
3371          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
3372          */
3373         memcg_stop_kmem_account();
3374         __memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3375         memcg_resume_kmem_account();
3376 }
3377 /*
3378  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
3379  * We try to use the current memcg's version of the cache.
3380  *
3381  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
3382  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
3383  * in a workqueue.
3384  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
3385  * the original cache.
3386  *
3387  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
3388  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
3389  */
3390 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
3391                                           gfp_t gfp)
3392 {
3393         struct mem_cgroup *memcg;
3394         int idx;
3395
3396         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
3397         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
3398
3399         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3400                 return cachep;
3401
3402         rcu_read_lock();
3403         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
3404
3405         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
3406                 goto out;
3407
3408         idx = memcg_cache_id(memcg);
3409
3410         /*
3411          * barrier to mare sure we're always seeing the up to date value.  The
3412          * code updating memcg_caches will issue a write barrier to match this.
3413          */
3414         read_barrier_depends();
3415         if (likely(cachep->memcg_params->memcg_caches[idx])) {
3416                 cachep = cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3417                 goto out;
3418         }
3419
3420         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
3421         if (!css_tryget(&memcg->css))
3422                 goto out;
3423         rcu_read_unlock();
3424
3425         /*
3426          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
3427          * context), we could be be predictable and return right away.
3428          * This would guarantee that the allocation being performed
3429          * already belongs in the new cache.
3430          *
3431          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
3432          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
3433          * kmem_cache_dup, this means no further allocation could happen
3434          * with the slab_mutex held.
3435          *
3436          * Also, because cache creation issue get_online_cpus(), this
3437          * creates a lock chain: memcg_slab_mutex -> cpu_hotplug_mutex,
3438          * that ends up reversed during cpu hotplug. (cpuset allocates
3439          * a bunch of GFP_KERNEL memory during cpuup). Due to all that,
3440          * better to defer everything.
3441          */
3442         memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3443         return cachep;
3444 out:
3445         rcu_read_unlock();
3446         return cachep;
3447 }
3448 EXPORT_SYMBOL(__memcg_kmem_get_cache);
3449
3450 /*
3451  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
3452  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
3453  * need a further commit step to do the final arrangements.
3454  *
3455  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
3456  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
3457  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
3458  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
3459  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
3460  * the compiled-out case as well.
3461  *
3462  * Returning true means the allocation is possible.
3463  */
3464 bool
3465 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
3466 {
3467         struct mem_cgroup *memcg;
3468         int ret;
3469
3470         *_memcg = NULL;
3471
3472         /*
3473          * Disabling accounting is only relevant for some specific memcg
3474          * internal allocations. Therefore we would initially not have such
3475          * check here, since direct calls to the page allocator that are marked
3476          * with GFP_KMEMCG only happen outside memcg core. We are mostly
3477          * concerned with cache allocations, and by having this test at
3478          * memcg_kmem_get_cache, we are already able to relay the allocation to
3479          * the root cache and bypass the memcg cache altogether.
3480          *
3481          * There is one exception, though: the SLUB allocator does not create
3482          * large order caches, but rather service large kmallocs directly from
3483          * the page allocator. Therefore, the following sequence when backed by
3484          * the SLUB allocator:
3485          *
3486          *      memcg_stop_kmem_account();
3487          *      kmalloc(<large_number>)
3488          *      memcg_resume_kmem_account();
3489          *
3490          * would effectively ignore the fact that we should skip accounting,
3491          * since it will drive us directly to this function without passing
3492          * through the cache selector memcg_kmem_get_cache. Such large
3493          * allocations are extremely rare but can happen, for instance, for the
3494          * cache arrays. We bring this test here.
3495          */
3496         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3497                 return true;
3498
3499         memcg = try_get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
3500
3501         /*
3502          * very rare case described in mem_cgroup_from_task. Unfortunately there
3503          * isn't much we can do without complicating this too much, and it would
3504          * be gfp-dependent anyway. Just let it go
3505          */
3506         if (unlikely(!memcg))
3507                 return true;
3508
3509         if (!memcg_can_account_kmem(memcg)) {
3510                 css_put(&memcg->css);
3511                 return true;
3512         }
3513
3514         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, PAGE_SIZE << order);
3515         if (!ret)
3516                 *_memcg = memcg;
3517
3518         css_put(&memcg->css);
3519         return (ret == 0);
3520 }
3521
3522 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3523                               int order)
3524 {
3525         struct page_cgroup *pc;
3526
3527         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3528
3529         /* The page allocation failed. Revert */
3530         if (!page) {
3531                 memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3532                 return;
3533         }
3534
3535         pc = lookup_page_cgroup(page);
3536         lock_page_cgroup(pc);
3537         pc->mem_cgroup = memcg;
3538         SetPageCgroupUsed(pc);
3539         unlock_page_cgroup(pc);
3540 }
3541
3542 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
3543 {
3544         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3545         struct page_cgroup *pc;
3546
3547
3548         pc = lookup_page_cgroup(page);
3549         /*
3550          * Fast unlocked return. Theoretically might have changed, have to
3551          * check again after locking.
3552          */
3553         if (!PageCgroupUsed(pc))
3554                 return;
3555
3556         lock_page_cgroup(pc);
3557         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3558                 memcg = pc->mem_cgroup;
3559                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3560         }
3561         unlock_page_cgroup(pc);
3562
3563         /*
3564          * We trust that only if there is a memcg associated with the page, it
3565          * is a valid allocation
3566          */
3567         if (!memcg)
3568                 return;
3569
3570         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3571         memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3572 }
3573 #else
3574 static inline void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3575 {
3576 }
3577 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3578
3579 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3580
3581 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
3582 /*
3583  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3584  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
3585  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
3586  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
3587  */
3588 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3589 {
3590         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
3591         struct page_cgroup *pc;
3592         struct mem_cgroup *memcg;
3593         int i;
3594
3595         if (mem_cgroup_disabled())
3596                 return;
3597
3598         memcg = head_pc->mem_cgroup;
3599         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3600                 pc = head_pc + i;
3601                 pc->mem_cgroup = memcg;
3602                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
3603                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
3604         }
3605         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
3606                        HPAGE_PMD_NR);
3607 }
3608 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3609
3610 /**
3611  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3612  * @page: the page
3613  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3614  * @pc: page_cgroup of the page.
3615  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3616  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3617  *
3618  * The caller must confirm following.
3619  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3620  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3621  *
3622  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3623  * from old cgroup.
3624  */
3625 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3626                                    unsigned int nr_pages,
3627                                    struct page_cgroup *pc,
3628                                    struct mem_cgroup *from,
3629                                    struct mem_cgroup *to)
3630 {
3631         unsigned long flags;
3632         int ret;
3633         bool anon = PageAnon(page);
3634
3635         VM_BUG_ON(from == to);
3636         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
3637         /*
3638          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3639          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3640          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3641          * hold it.
3642          */
3643         ret = -EBUSY;
3644         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3645                 goto out;
3646
3647         lock_page_cgroup(pc);
3648
3649         ret = -EINVAL;
3650         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
3651                 goto unlock;
3652
3653         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
3654
3655         if (!anon && page_mapped(page)) {
3656                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup */
3657                 preempt_disable();
3658                 __this_cpu_dec(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
3659                 __this_cpu_inc(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
3660                 preempt_enable();
3661         }
3662         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, anon, -nr_pages);
3663
3664         /* caller should have done css_get */
3665         pc->mem_cgroup = to;
3666         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, anon, nr_pages);
3667         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
3668         ret = 0;
3669 unlock:
3670         unlock_page_cgroup(pc);
3671         /*
3672          * check events
3673          */
3674         memcg_check_events(to, page);
3675         memcg_check_events(from, page);
3676 out:
3677         return ret;
3678 }
3679
3680 /**
3681  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
3682  * @page: the page to move
3683  * @pc: page_cgroup of the page
3684  * @child: page's cgroup
3685  *
3686  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
3687  * parent (aka use_hierarchy==0).
3688  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
3689  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
3690  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
3691  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
3692  * on the next attempt and the call should be retried later.
3693  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
3694  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
3695  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
3696  * LRU or vanish.
3697  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
3698  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
3699  * disappear in the next attempt.
3700  */
3701 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
3702                                   struct page_cgroup *pc,
3703                                   struct mem_cgroup *child)
3704 {
3705         struct mem_cgroup *parent;
3706         unsigned int nr_pages;
3707         unsigned long uninitialized_var(flags);
3708         int ret;
3709
3710         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
3711
3712         ret = -EBUSY;
3713         if (!get_page_unless_zero(page))
3714                 goto out;
3715         if (isolate_lru_page(page))
3716                 goto put;
3717
3718         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
3719
3720         parent = parent_mem_cgroup(child);
3721         /*
3722          * If no parent, move charges to root cgroup.
3723          */
3724         if (!parent)
3725                 parent = root_mem_cgroup;
3726
3727         if (nr_pages > 1) {
3728                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3729                 flags = compound_lock_irqsave(page);
3730         }
3731
3732         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
3733                                 pc, child, parent);
3734         if (!ret)
3735                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
3736
3737         if (nr_pages > 1)
3738                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
3739         putback_lru_page(page);
3740 put:
3741         put_page(page);
3742 out:
3743         return ret;
3744 }
3745
3746 /*
3747  * Charge the memory controller for page usage.
3748  * Return
3749  * 0 if the charge was successful
3750  * < 0 if the cgroup is over its limit
3751  */
3752 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3753                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
3754 {
3755         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3756         unsigned int nr_pages = 1;
3757         bool oom = true;
3758         int ret;
3759
3760         if (PageTransHuge(page)) {
3761                 nr_pages <<= compound_order(page);
3762                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3763                 /*
3764                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
3765                  * fault handler will fall back to regular pages.
3766                  */
3767                 oom = false;
3768         }
3769
3770         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
3771         if (ret == -ENOMEM)
3772                 return ret;
3773         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, ctype, false);
3774         return 0;
3775 }
3776
3777 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
3778                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
3779 {
3780         if (mem_cgroup_disabled())
3781                 return 0;
3782         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3783         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3784         VM_BUG_ON(!mm);
3785         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
3786                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3787 }
3788
3789 /*
3790  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
3791  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
3792  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
3793  * "commit()" or removed by "cancel()"
3794  */
3795 static int __mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
3796                                           struct page *page,
3797                                           gfp_t mask,
3798                                           struct mem_cgroup **memcgp)
3799 {
3800         struct mem_cgroup *memcg;
3801         struct page_cgroup *pc;
3802         int ret;
3803
3804         pc = lookup_page_cgroup(page);
3805         /*
3806          * Every swap fault against a single page tries to charge the
3807          * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
3808          * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
3809          * the page lock, which serializes swap cache removal, which
3810          * in turn serializes uncharging.
3811          */
3812         if (PageCgroupUsed(pc))
3813                 return 0;
3814         if (!do_swap_account)
3815                 goto charge_cur_mm;
3816         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
3817         if (!memcg)
3818                 goto charge_cur_mm;
3819         *memcgp = memcg;
3820         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
3821         css_put(&memcg->css);
3822         if (ret == -EINTR)
3823                 ret = 0;
3824         return ret;
3825 charge_cur_mm:
3826         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
3827         if (ret == -EINTR)
3828                 ret = 0;
3829         return ret;
3830 }
3831
3832 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm, struct page *page,
3833                                  gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
3834 {
3835         *memcgp = NULL;
3836         if (mem_cgroup_disabled())
3837                 return 0;
3838         /*
3839          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already
3840          * updated the pte, and even removed page from swap cache: in
3841          * those cases unuse_pte()'s pte_same() test will fail; but
3842          * there's also a KSM case which does need to charge the page.
3843          */
3844         if (!PageSwapCache(page)) {
3845                 int ret;
3846
3847                 ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, 1, memcgp, true);
3848                 if (ret == -EINTR)
3849                         ret = 0;
3850                 return ret;
3851         }
3852         return __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, memcgp);
3853 }
3854
3855 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
3856 {
3857         if (mem_cgroup_disabled())
3858                 return;
3859         if (!memcg)
3860                 return;
3861         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
3862 }
3863
3864 static void
3865 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3866                                         enum charge_type ctype)
3867 {
3868         if (mem_cgroup_disabled())
3869                 return;
3870         if (!memcg)
3871                 return;
3872
3873         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
3874         /*
3875          * Now swap is on-memory. This means this page may be
3876          * counted both as mem and swap....double count.
3877          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
3878          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
3879          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
3880          */
3881         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
3882                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
3883                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
3884         }
3885 }
3886
3887 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
3888                                      struct mem_cgroup *memcg)
3889 {
3890         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
3891                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3892 }
3893
3894 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3895                                 gfp_t gfp_mask)
3896 {
3897         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3898         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3899         int ret;
3900
3901         if (mem_cgroup_disabled())
3902                 return 0;
3903         if (PageCompound(page))
3904                 return 0;
3905
3906         if (!PageSwapCache(page))
3907                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
3908         else { /* page is swapcache/shmem */
3909                 ret = __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page,
3910                                                      gfp_mask, &memcg);
3911                 if (!ret)
3912                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
3913         }
3914         return ret;
3915 }
3916
3917 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
3918                                    unsigned int nr_pages,
3919                                    const enum charge_type ctype)
3920 {
3921         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
3922         bool uncharge_memsw = true;
3923
3924         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
3925         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
3926                 uncharge_memsw = false;
3927
3928         batch = &current->memcg_batch;
3929         /*
3930          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
3931          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
3932          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
3933          */
3934         if (!batch->memcg)
3935                 batch->memcg = memcg;
3936         /*
3937          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
3938          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
3939          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
3940          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
3941          * because we want to do uncharge as soon as possible.
3942          */
3943
3944         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
3945                 goto direct_uncharge;
3946
3947         if (nr_pages > 1)
3948                 goto direct_uncharge;
3949
3950         /*
3951          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
3952          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
3953          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
3954          */
3955         if (batch->memcg != memcg)
3956                 goto direct_uncharge;
3957         /* remember freed charge and uncharge it later */
3958         batch->nr_pages++;
3959         if (uncharge_memsw)
3960                 batch->memsw_nr_pages++;
3961         return;
3962 direct_uncharge:
3963         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
3964         if (uncharge_memsw)
3965                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
3966         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
3967                 memcg_oom_recover(memcg);
3968 }
3969
3970 /*
3971  * uncharge if !page_mapped(page)
3972  */
3973 static struct mem_cgroup *
3974 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype,
3975                              bool end_migration)
3976 {
3977         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3978         unsigned int nr_pages = 1;
3979         struct page_cgroup *pc;
3980         bool anon;
3981
3982         if (mem_cgroup_disabled())
3983                 return NULL;
3984
3985         if (PageTransHuge(page)) {
3986                 nr_pages <<= compound_order(page);
3987                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3988         }
3989         /*
3990          * Check if our page_cgroup is valid
3991          */
3992         pc = lookup_page_cgroup(page);
3993         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
3994                 return NULL;
3995
3996         lock_page_cgroup(pc);
3997
3998         memcg = pc->mem_cgroup;
3999
4000         if (!PageCgroupUsed(pc))
4001                 goto unlock_out;
4002
4003         anon = PageAnon(page);
4004
4005         switch (ctype) {
4006         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON:
4007                 /*
4008                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
4009                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
4010                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
4011                  */
4012                 anon = true;
4013                 /* fallthrough */
4014         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
4015                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
4016                 if (page_mapped(page))
4017                         goto unlock_out;
4018                 /*
4019                  * Pages under migration may not be uncharged.  But
4020                  * end_migration() /must/ be the one uncharging the
4021                  * unused post-migration page and so it has to call
4022                  * here with the migration bit still set.  See the
4023                  * res_counter handling below.
4024                  */
4025                 if (!end_migration && PageCgroupMigration(pc))
4026                         goto unlock_out;
4027                 break;
4028         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
4029                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
4030                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
4031                                 goto unlock_out;
4032                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
4033                                 goto unlock_out;
4034                 break;
4035         default:
4036                 break;
4037         }
4038
4039         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, -nr_pages);
4040
4041         ClearPageCgroupUsed(pc);
4042         /*
4043          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
4044          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
4045          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
4046          * special functions.
4047          */
4048
4049         unlock_page_cgroup(pc);
4050         /*
4051          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
4052          * will never be freed, so it's safe to call css_get().
4053          */
4054         memcg_check_events(memcg, page);
4055         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
4056                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
4057                 css_get(&memcg->css);
4058         }
4059         /*
4060          * Migration does not charge the res_counter for the
4061          * replacement page, so leave it alone when phasing out the
4062          * page that is unused after the migration.
4063          */
4064         if (!end_migration && !mem_cgroup_is_root(memcg))
4065                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
4066
4067         return memcg;
4068
4069 unlock_out:
4070         unlock_page_cgroup(pc);
4071         return NULL;
4072 }
4073
4074 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
4075 {
4076         /* early check. */
4077         if (page_mapped(page))
4078                 return;
4079         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
4080         /*
4081          * If the page is in swap cache, uncharge should be deferred
4082          * to the swap path, which also properly accounts swap usage
4083          * and handles memcg lifetime.
4084          *
4085          * Note that this check is not stable and reclaim may add the
4086          * page to swap cache at any time after this.  However, if the
4087          * page is not in swap cache by the time page->mapcount hits
4088          * 0, there won't be any page table references to the swap
4089          * slot, and reclaim will free it and not actually write the
4090          * page to disk.
4091          */
4092         if (PageSwapCache(page))
4093                 return;
4094         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
4095 }
4096
4097 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
4098 {
4099         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
4100         VM_BUG_ON(page->mapping);
4101         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE, false);
4102 }
4103
4104 /*
4105  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
4106  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
4107  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
4108  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
4109  * This may be called prural(2) times in a context,
4110  */
4111
4112 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
4113 {
4114         current->memcg_batch.do_batch++;
4115         /* We can do nest. */
4116         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
4117                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
4118                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
4119                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
4120         }
4121 }
4122
4123 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
4124 {
4125         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
4126
4127         if (!batch->do_batch)
4128                 return;
4129
4130         batch->do_batch--;
4131         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
4132                 return;
4133
4134         if (!batch->memcg)
4135                 return;
4136         /*
4137          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
4138          * bacause we hide charges behind us.
4139          */
4140         if (batch->nr_pages)
4141                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
4142                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
4143         if (batch->memsw_nr_pages)
4144                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
4145                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
4146         memcg_oom_recover(batch->memcg);
4147         /* forget this pointer (for sanity check) */
4148         batch->memcg = NULL;
4149 }
4150
4151 #ifdef CONFIG_SWAP
4152 /*
4153  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
4154  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
4155  */
4156 void
4157 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
4158 {
4159         struct mem_cgroup *memcg;
4160         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
4161
4162         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
4163                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
4164
4165         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype, false);
4166
4167         /*
4168          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
4169          * css_get() was called in uncharge().
4170          */
4171         if (do_swap_account && swapout && memcg)
4172                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
4173 }
4174 #endif
4175
4176 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4177 /*
4178  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
4179  * uncharge "memsw" account.
4180  */
4181 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
4182 {
4183         struct mem_cgroup *memcg;
4184         unsigned short id;
4185
4186         if (!do_swap_account)
4187                 return;
4188
4189         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
4190         rcu_read_lock();
4191         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
4192         if (memcg) {
4193                 /*
4194                  * We uncharge this because swap is freed.
4195                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
4196                  */
4197                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4198                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
4199                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
4200                 css_put(&memcg->css);
4201         }
4202         rcu_read_unlock();
4203 }
4204
4205 /**
4206  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
4207  * @entry: swap entry to be moved
4208  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
4209  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
4210  *
4211  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
4212  * as the mem_cgroup's id of @from.
4213  *
4214  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
4215  *
4216  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
4217  * both res and memsw, and called css_get().
4218  */
4219 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4220                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4221 {
4222         unsigned short old_id, new_id;
4223
4224         old_id = css_id(&from->css);
4225         new_id = css_id(&to->css);
4226
4227         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
4228                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
4229                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
4230                 /*
4231                  * This function is only called from task migration context now.
4232                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
4233                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
4234                  * improvement. But we cannot postpone css_get(to)  because if
4235                  * the process that has been moved to @to does swap-in, the
4236                  * refcount of @to might be decreased to 0.
4237                  *
4238                  * We are in attach() phase, so the cgroup is guaranteed to be
4239                  * alive, so we can just call css_get().
4240                  */
4241                 css_get(&to->css);
4242                 return 0;
4243         }
4244         return -EINVAL;
4245 }
4246 #else
4247 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4248                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4249 {
4250         return -EINVAL;
4251 }
4252 #endif
4253
4254 /*
4255  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
4256  * page belongs to.
4257  */
4258 void mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page, struct page *newpage,
4259                                   struct mem_cgroup **memcgp)
4260 {
4261         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4262         unsigned int nr_pages = 1;
4263         struct page_cgroup *pc;
4264         enum charge_type ctype;
4265
4266         *memcgp = NULL;
4267
4268         if (mem_cgroup_disabled())
4269                 return;
4270
4271         if (PageTransHuge(page))
4272                 nr_pages <<= compound_order(page);
4273
4274         pc = lookup_page_cgroup(page);
4275         lock_page_cgroup(pc);
4276         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4277                 memcg = pc->mem_cgroup;
4278                 css_get(&memcg->css);
4279                 /*
4280                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
4281                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
4282                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
4283                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
4284                  * until end_migration() is called
4285                  *
4286                  * Corner Case Thinking
4287                  * A)
4288                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
4289                  * while migration was ongoing.
4290                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
4291                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
4292                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
4293                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
4294                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
4295                  *
4296                  * B)
4297                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
4298                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
4299                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
4300                  * without charging it again.
4301                  *
4302                  * C)
4303                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
4304                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
4305                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
4306                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
4307                  */
4308                 if (PageAnon(page))
4309                         SetPageCgroupMigration(pc);
4310         }
4311         unlock_page_cgroup(pc);
4312         /*
4313          * If the page is not charged at this point,
4314          * we return here.
4315          */
4316         if (!memcg)
4317                 return;
4318
4319         *memcgp = memcg;
4320         /*
4321          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
4322          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
4323          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
4324          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
4325          */
4326         if (PageAnon(page))
4327                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON;
4328         else
4329                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4330         /*
4331          * The page is committed to the memcg, but it's not actually
4332          * charged to the res_counter since we plan on replacing the
4333          * old one and only one page is going to be left afterwards.
4334          */
4335         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, nr_pages, ctype, false);
4336 }
4337
4338 /* remove redundant charge if migration failed*/
4339 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
4340         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
4341 {
4342         struct page *used, *unused;
4343         struct page_cgroup *pc;
4344         bool anon;
4345
4346         if (!memcg)
4347                 return;
4348
4349         if (!migration_ok) {
4350                 used = oldpage;
4351                 unused = newpage;
4352         } else {
4353                 used = newpage;
4354                 unused = oldpage;
4355         }
4356         anon = PageAnon(used);
4357         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
4358                                      anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON
4359                                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE,
4360                                      true);
4361         css_put(&memcg->css);
4362         /*
4363          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
4364          * of the page goes down to zero, temporarly.
4365          * Clear the flag and check the page should be charged.
4366          */
4367         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4368         lock_page_cgroup(pc);
4369         ClearPageCgroupMigration(pc);
4370         unlock_page_cgroup(pc);
4371
4372         /*
4373          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
4374          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
4375          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
4376          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
4377          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
4378          * check. (see prepare_charge() also)
4379          */
4380         if (anon)
4381                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
4382 }
4383
4384 /*
4385  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
4386  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
4387  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
4388  */
4389 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
4390                                   struct page *newpage)
4391 {
4392         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4393         struct page_cgroup *pc;
4394         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4395
4396         if (mem_cgroup_disabled())
4397                 return;
4398
4399         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4400         /* fix accounting on old pages */
4401         lock_page_cgroup(pc);
4402         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4403                 memcg = pc->mem_cgroup;
4404                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, oldpage, false, -1);
4405                 ClearPageCgroupUsed(pc);
4406         }
4407         unlock_page_cgroup(pc);
4408
4409         /*
4410          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
4411          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
4412          */
4413         if (!memcg)
4414                 return;
4415         /*
4416          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
4417          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
4418          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
4419          */
4420         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
4421 }
4422
4423 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4424 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
4425 {
4426         struct page_cgroup *pc;
4427
4428         pc = lookup_page_cgroup(page);
4429         /*
4430          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
4431          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
4432          * or when mem_cgroup_disabled().
4433          */
4434         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
4435                 return pc;
4436         return NULL;
4437 }
4438
4439 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
4440 {
4441         if (mem_cgroup_disabled())
4442                 return false;
4443
4444         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
4445 }
4446
4447 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
4448 {
4449         struct page_cgroup *pc;
4450
4451         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
4452         if (pc) {
4453                 pr_alert("pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
4454                          pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
4455         }
4456 }
4457 #endif
4458
4459 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4460                                 unsigned long long val)
4461 {
4462         int retry_count;
4463         u64 memswlimit, memlimit;
4464         int ret = 0;
4465         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4466         u64 curusage, oldusage;
4467         int enlarge;
4468
4469         /*
4470          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
4471          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
4472          * of # of children which we should visit in this loop.
4473          */
4474         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
4475
4476         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4477
4478         enlarge = 0;
4479         while (retry_count) {
4480                 if (signal_pending(current)) {
4481                         ret = -EINTR;
4482                         break;
4483                 }
4484                 /*
4485                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4486                  * open coded manner. You see what this really does.
4487                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4488                  */
4489                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4490                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4491                 if (memswlimit < val) {
4492                         ret = -EINVAL;
4493                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4494                         break;
4495                 }
4496
4497                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4498                 if (memlimit < val)
4499                         enlarge = 1;
4500
4501                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
4502                 if (!ret) {
4503                         if (memswlimit == val)
4504                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4505                         else
4506                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4507                 }
4508                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4509
4510                 if (!ret)
4511                         break;
4512
4513                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4514                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4515                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4516                 /* Usage is reduced ? */
4517                 if (curusage >= oldusage)
4518                         retry_count--;
4519                 else
4520                         oldusage = curusage;
4521         }
4522         if (!ret && enlarge)
4523                 memcg_oom_recover(memcg);
4524
4525         return ret;
4526 }
4527
4528 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4529                                         unsigned long long val)
4530 {
4531         int retry_count;
4532         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
4533         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4534         int ret = -EBUSY;
4535         int enlarge = 0;
4536
4537         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
4538         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4539         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4540         while (retry_count) {
4541                 if (signal_pending(current)) {
4542                         ret = -EINTR;
4543                         break;
4544                 }
4545                 /*
4546                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4547                  * open coded manner. You see what this really does.
4548                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4549                  */
4550                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4551                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4552                 if (memlimit > val) {
4553                         ret = -EINVAL;
4554                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4555                         break;
4556                 }
4557                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4558                 if (memswlimit < val)
4559                         enlarge = 1;
4560                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
4561                 if (!ret) {
4562                         if (memlimit == val)
4563                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4564                         else
4565                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4566                 }
4567                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4568
4569                 if (!ret)
4570                         break;
4571
4572                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4573                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
4574                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4575                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4576                 /* Usage is reduced ? */
4577                 if (curusage >= oldusage)
4578                         retry_count--;
4579                 else
4580                         oldusage = curusage;
4581         }
4582         if (!ret && enlarge)
4583                 memcg_oom_recover(memcg);
4584         return ret;
4585 }
4586
4587 /**
4588  * mem_cgroup_force_empty_list - clears LRU of a group
4589  * @memcg: group to clear
4590  * @node: NUMA node
4591  * @zid: zone id
4592  * @lru: lru to to clear
4593  *
4594  * Traverse a specified page_cgroup list and try to drop them all.  This doesn't
4595  * reclaim the pages page themselves - pages are moved to the parent (or root)
4596  * group.
4597  */
4598 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
4599                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
4600 {
4601         struct lruvec *lruvec;
4602         unsigned long flags;
4603         struct list_head *list;
4604         struct page *busy;
4605         struct zone *zone;
4606
4607         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
4608         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
4609         list = &lruvec->lists[lru];
4610
4611         busy = NULL;
4612         do {
4613                 struct page_cgroup *pc;
4614                 struct page *page;
4615
4616                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
4617                 if (list_empty(list)) {
4618                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4619                         break;
4620                 }
4621                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
4622                 if (busy == page) {
4623                         list_move(&page->lru, list);
4624                         busy = NULL;
4625                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4626                         continue;
4627                 }
4628                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4629
4630                 pc = lookup_page_cgroup(page);
4631
4632                 if (mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg)) {
4633                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
4634                         busy = page;
4635                         cond_resched();
4636                 } else
4637                         busy = NULL;
4638         } while (!list_empty(list));
4639 }
4640
4641 /*
4642  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task by moving
4643  * all the charges and pages to the parent.
4644  * This enables deleting this mem_cgroup.
4645  *
4646  * Caller is responsible for holding css reference on the memcg.
4647  */
4648 static void mem_cgroup_reparent_charges(struct mem_cgroup *memcg)
4649 {
4650         int node, zid;
4651         u64 usage;
4652
4653         do {
4654                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
4655                 lru_add_drain_all();
4656                 drain_all_stock_sync(memcg);
4657                 mem_cgroup_start_move(memcg);
4658                 for_each_node_state(node, N_MEMORY) {
4659                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4660                                 enum lru_list lru;
4661                                 for_each_lru(lru) {
4662                                         mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
4663                                                         node, zid, lru);
4664                                 }
4665                         }
4666                 }
4667                 mem_cgroup_end_move(memcg);
4668                 memcg_oom_recover(memcg);
4669                 cond_resched();
4670
4671                 /*
4672                  * Kernel memory may not necessarily be trackable to a specific
4673                  * process. So they are not migrated, and therefore we can't
4674                  * expect their value to drop to 0 here.
4675                  * Having res filled up with kmem only is enough.
4676                  *
4677                  * This is a safety check because mem_cgroup_force_empty_list
4678                  * could have raced with mem_cgroup_replace_page_cache callers
4679                  * so the lru seemed empty but the page could have been added
4680                  * right after the check. RES_USAGE should be safe as we always
4681                  * charge before adding to the LRU.
4682                  */
4683                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) -
4684                         res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE);
4685         } while (usage > 0);
4686 }
4687
4688 /*
4689  * This mainly exists for tests during the setting of set of use_hierarchy.
4690  * Since this is the very setting we are changing, the current hierarchy value
4691  * is meaningless
4692  */
4693 static inline bool __memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4694 {
4695         struct cgroup_subsys_state *pos;
4696
4697         /* bounce at first found */
4698         css_for_each_child(pos, &memcg->css)
4699                 return true;
4700         return false;
4701 }
4702
4703 /*
4704  * Must be called with memcg_create_mutex held, unless the cgroup is guaranteed
4705  * to be already dead (as in mem_cgroup_force_empty, for instance).  This is
4706  * from mem_cgroup_count_children(), in the sense that we don't really care how
4707  * many children we have; we only need to know if we have any.  It also counts
4708  * any memcg without hierarchy as infertile.
4709  */
4710 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4711 {
4712         return memcg->use_hierarchy && __memcg_has_children(memcg);
4713 }
4714
4715 /*
4716  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
4717  * the rest to the parent.
4718  *
4719  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
4720  */
4721 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
4722 {
4723         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4724         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
4725
4726         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
4727         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
4728                 return -EBUSY;
4729
4730         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
4731         lru_add_drain_all();
4732         /* try to free all pages in this cgroup */
4733         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
4734                 int progress;
4735
4736                 if (signal_pending(current))
4737                         return -EINTR;
4738
4739                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
4740                                                 false);
4741                 if (!progress) {
4742                         nr_retries--;
4743                         /* maybe some writeback is necessary */
4744                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
4745                 }
4746
4747         }
4748         lru_add_drain();
4749         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
4750
4751         return 0;
4752 }
4753
4754 static int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4755                                         unsigned int event)
4756 {
4757         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4758
4759         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
4760                 return -EINVAL;
4761         return mem_cgroup_force_empty(memcg);
4762 }
4763
4764 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4765                                      struct cftype *cft)
4766 {
4767         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
4768 }
4769
4770 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4771                                       struct cftype *cft, u64 val)
4772 {
4773         int retval = 0;
4774         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4775         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
4776
4777         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4778
4779         if (memcg->use_hierarchy == val)
4780                 goto out;
4781
4782         /*
4783          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
4784          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
4785          * occur, provided the current cgroup has no children.
4786          *
4787          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
4788          * set if there are no children.
4789          */
4790         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
4791                                 (val == 1 || val == 0)) {
4792                 if (!__memcg_has_children(memcg))
4793                         memcg->use_hierarchy = val;
4794                 else
4795                         retval = -EBUSY;
4796         } else
4797                 retval = -EINVAL;
4798
4799 out:
4800         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4801
4802         return retval;
4803 }
4804
4805
4806 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
4807                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
4808 {
4809         struct mem_cgroup *iter;
4810         long val = 0;
4811
4812         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
4813         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4814                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
4815
4816         if (val < 0) /* race ? */
4817                 val = 0;
4818         return val;
4819 }
4820
4821 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4822 {
4823         u64 val;
4824
4825         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
4826                 if (!swap)
4827                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4828                 else
4829                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4830         }
4831
4832         /*
4833          * Transparent hugepages are still accounted for in MEM_CGROUP_STAT_RSS
4834          * as well as in MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE.
4835          */
4836         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
4837         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
4838
4839         if (swap)
4840                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
4841
4842         return val << PAGE_SHIFT;
4843 }
4844
4845 static ssize_t mem_cgroup_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4846                                struct cftype *cft, struct file *file,
4847                                char __user *buf, size_t nbytes, loff_t *ppos)
4848 {
4849         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4850         char str[64];
4851         u64 val;
4852         int name, len;
4853         enum res_type type;
4854
4855         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4856         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
4857
4858         switch (type) {
4859         case _MEM:
4860                 if (name == RES_USAGE)
4861                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4862                 else
4863                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
4864                 break;
4865         case _MEMSWAP:
4866                 if (name == RES_USAGE)
4867                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4868                 else
4869                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
4870                 break;
4871         case _KMEM:
4872                 val = res_counter_read_u64(&memcg->kmem, name);
4873                 break;
4874         default:
4875                 BUG();
4876         }
4877
4878         len = scnprintf(str, sizeof(str), "%llu\n", (unsigned long long)val);
4879         return simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, str, len);
4880 }
4881
4882 static int memcg_update_kmem_limit(struct cgroup_subsys_state *css, u64 val)
4883 {
4884         int ret = -EINVAL;
4885 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4886         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4887         /*
4888          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
4889          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
4890          * already joined.
4891          *
4892          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
4893          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
4894          * place, which makes the value quite meaningless.
4895          *
4896          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
4897          * of course permitted.
4898          */
4899         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4900         mutex_lock(&set_limit_mutex);
4901         if (!memcg->kmem_account_flags && val != RESOURCE_MAX) {
4902                 if (cgroup_task_count(css->cgroup) || memcg_has_children(memcg)) {
4903                         ret = -EBUSY;
4904                         goto out;
4905                 }
4906                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
4907                 VM_BUG_ON(ret);
4908
4909                 ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
4910                 if (ret) {
4911                         res_counter_set_limit(&memcg->kmem, RESOURCE_MAX);
4912                         goto out;
4913                 }
4914                 static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
4915                 /*
4916                  * setting the active bit after the inc will guarantee no one
4917                  * starts accounting before all call sites are patched
4918                  */
4919                 memcg_kmem_set_active(memcg);
4920         } else
4921                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
4922 out:
4923         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4924         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4925 #endif
4926         return ret;
4927 }
4928
4929 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4930 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
4931 {
4932         int ret = 0;
4933         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
4934         if (!parent)
4935                 goto out;
4936
4937         memcg->kmem_account_flags = parent->kmem_account_flags;
4938         /*
4939          * When that happen, we need to disable the static branch only on those
4940          * memcgs that enabled it. To achieve this, we would be forced to
4941          * complicate the code by keeping track of which memcgs were the ones
4942          * that actually enabled limits, and which ones got it from its
4943          * parents.
4944          *
4945          * It is a lot simpler just to do static_key_slow_inc() on every child
4946          * that is accounted.
4947          */
4948         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
4949                 goto out;
4950
4951         /*
4952          * __mem_cgroup_free() will issue static_key_slow_dec() because this
4953          * memcg is active already. If the later initialization fails then the
4954          * cgroup core triggers the cleanup so we do not have to do it here.
4955          */
4956         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
4957
4958         mutex_lock(&set_limit_mutex);
4959         memcg_stop_kmem_account();
4960         ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
4961         memcg_resume_kmem_account();
4962         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4963 out:
4964         return ret;
4965 }
4966 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
4967
4968 /*
4969  * The user of this function is...
4970  * RES_LIMIT.
4971  */
4972 static int mem_cgroup_write(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft,
4973                             const char *buffer)
4974 {
4975         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4976         enum res_type type;
4977         int name;
4978         unsigned long long val;
4979         int ret;
4980
4981         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4982         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
4983
4984         switch (name) {
4985         case RES_LIMIT:
4986                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
4987                         ret = -EINVAL;
4988                         break;
4989                 }
4990                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
4991                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
4992                 if (ret)
4993                         break;
4994                 if (type == _MEM)
4995                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
4996                 else if (type == _MEMSWAP)
4997                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
4998                 else if (type == _KMEM)
4999                         ret = memcg_update_kmem_limit(css, val);
5000                 else
5001                         return -EINVAL;
5002                 break;
5003         case RES_SOFT_LIMIT:
5004                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5005                 if (ret)
5006                         break;
5007                 /*
5008                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
5009                  * of semantics, for now, we support soft limits for
5010                  * control without swap
5011                  */
5012                 if (type == _MEM)
5013                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
5014                 else
5015                         ret = -EINVAL;
5016                 break;
5017         default:
5018                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
5019                 break;
5020         }
5021         return ret;
5022 }
5023
5024 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
5025                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
5026 {
5027         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
5028
5029         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5030         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5031         if (!memcg->use_hierarchy)
5032                 goto out;
5033
5034         while (css_parent(&memcg->css)) {
5035                 memcg = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5036                 if (!memcg->use_hierarchy)
5037                         break;
5038                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5039                 min_limit = min(min_limit, tmp);
5040                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5041                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
5042         }
5043 out:
5044         *mem_limit = min_limit;
5045         *memsw_limit = min_memsw_limit;
5046 }
5047
5048 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup_subsys_state *css, unsigned int event)
5049 {
5050         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5051         int name;
5052         enum res_type type;
5053
5054         type = MEMFILE_TYPE(event);
5055         name = MEMFILE_ATTR(event);
5056
5057         switch (name) {
5058         case RES_MAX_USAGE:
5059                 if (type == _MEM)
5060                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
5061                 else if (type == _MEMSWAP)
5062                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
5063                 else if (type == _KMEM)
5064                         res_counter_reset_max(&memcg->kmem);
5065                 else
5066                         return -EINVAL;
5067                 break;
5068         case RES_FAILCNT:
5069                 if (type == _MEM)
5070                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
5071                 else if (type == _MEMSWAP)
5072                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
5073                 else if (type == _KMEM)
5074                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->kmem);
5075                 else
5076                         return -EINVAL;
5077                 break;
5078         }
5079
5080         return 0;
5081 }
5082
5083 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5084                                         struct cftype *cft)
5085 {
5086         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
5087 }
5088
5089 #ifdef CONFIG_MMU
5090 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5091                                         struct cftype *cft, u64 val)
5092 {
5093         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5094
5095         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
5096                 return -EINVAL;
5097
5098         /*
5099          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
5100          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
5101          * on with stale data. This means that changes to this value will only
5102          * affect task migrations starting after the change.
5103          */
5104         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
5105         return 0;
5106 }
5107 #else
5108 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5109                                         struct cftype *cft, u64 val)
5110 {
5111         return -ENOSYS;
5112 }
5113 #endif
5114
5115 #ifdef CONFIG_NUMA
5116 static int memcg_numa_stat_show(struct cgroup_subsys_state *css,
5117                                 struct cftype *cft, struct seq_file *m)
5118 {
5119         int nid;
5120         unsigned long total_nr, file_nr, anon_nr, unevictable_nr;
5121         unsigned long node_nr;
5122         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5123
5124         total_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL);
5125         seq_printf(m, "total=%lu", total_nr);
5126         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5127                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL);
5128                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5129         }
5130         seq_putc(m, '\n');
5131
5132         file_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_FILE);
5133         seq_printf(m, "file=%lu", file_nr);
5134         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5135                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5136                                 LRU_ALL_FILE);
5137                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5138         }
5139         seq_putc(m, '\n');
5140
5141         anon_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_ANON);
5142         seq_printf(m, "anon=%lu", anon_nr);
5143         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5144                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5145                                 LRU_ALL_ANON);
5146                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5147         }
5148         seq_putc(m, '\n');
5149
5150         unevictable_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
5151         seq_printf(m, "unevictable=%lu", unevictable_nr);
5152         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5153                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5154                                 BIT(LRU_UNEVICTABLE));
5155                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5156         }
5157         seq_putc(m, '\n');
5158         return 0;
5159 }
5160 #endif /* CONFIG_NUMA */
5161
5162 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
5163 {
5164         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
5165 }
5166
5167 static int memcg_stat_show(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft,
5168                                  struct seq_file *m)
5169 {
5170         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5171         struct mem_cgroup *mi;
5172         unsigned int i;
5173
5174         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5175                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5176                         continue;
5177                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
5178                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
5179         }
5180
5181         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
5182                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
5183                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
5184
5185         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
5186                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
5187                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
5188
5189         /* Hierarchical information */
5190         {
5191                 unsigned long long limit, memsw_limit;
5192                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
5193                 seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n", limit);
5194                 if (do_swap_account)
5195                         seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
5196                                    memsw_limit);
5197         }
5198
5199         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5200                 long long val = 0;
5201
5202                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5203                         continue;
5204                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5205                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
5206                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
5207         }
5208
5209         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
5210                 unsigned long long val = 0;
5211
5212                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5213                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
5214                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
5215                            mem_cgroup_events_names[i], val);
5216         }
5217
5218         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
5219                 unsigned long long val = 0;
5220
5221                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5222                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
5223                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
5224         }
5225
5226 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5227         {
5228                 int nid, zid;
5229                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5230                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
5231                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
5232                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
5233
5234                 for_each_online_node(nid)
5235                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
5236                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
5237                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
5238
5239                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
5240                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
5241                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
5242                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
5243                         }
5244                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
5245                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
5246                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
5247                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
5248         }
5249 #endif
5250
5251         return 0;
5252 }
5253
5254 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5255                                       struct cftype *cft)
5256 {
5257         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5258
5259         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
5260 }
5261
5262 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5263                                        struct cftype *cft, u64 val)
5264 {
5265         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5266         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5267
5268         if (val > 100 || !parent)
5269                 return -EINVAL;
5270
5271         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5272
5273         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
5274         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5275                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5276                 return -EINVAL;
5277         }
5278
5279         memcg->swappiness = val;
5280
5281         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5282
5283         return 0;
5284 }
5285
5286 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5287 {
5288         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
5289         u64 usage;
5290         int i;
5291
5292         rcu_read_lock();
5293         if (!swap)
5294                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
5295         else
5296                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
5297
5298         if (!t)
5299                 goto unlock;
5300
5301         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
5302
5303         /*
5304          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
5305          * If it's not true, a threshold was crossed after last
5306          * call of __mem_cgroup_threshold().
5307          */
5308         i = t->current_threshold;
5309
5310         /*
5311          * Iterate backward over array of thresholds starting from
5312          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
5313          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
5314          * only one element of the array here.
5315          */
5316         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
5317                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5318
5319         /* i = current_threshold + 1 */
5320         i++;
5321
5322         /*
5323          * Iterate forward over array of thresholds starting from
5324          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
5325          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
5326          * only one element of the array here.
5327          */
5328         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
5329                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5330
5331         /* Update current_threshold */
5332         t->current_threshold = i - 1;
5333 unlock:
5334         rcu_read_unlock();
5335 }
5336
5337 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
5338 {
5339         while (memcg) {
5340                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
5341                 if (do_swap_account)
5342                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
5343
5344                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5345         }
5346 }
5347
5348 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
5349 {
5350         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
5351         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
5352
5353         if (_a->threshold > _b->threshold)
5354                 return 1;
5355
5356         if (_a->threshold < _b->threshold)
5357                 return -1;
5358
5359         return 0;
5360 }
5361
5362 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
5363 {
5364         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
5365
5366         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
5367                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
5368         return 0;
5369 }
5370
5371 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
5372 {
5373         struct mem_cgroup *iter;
5374
5375         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5376                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
5377 }
5378
5379 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5380         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5381 {
5382         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5383         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5384         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5385         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5386         u64 threshold, usage;
5387         int i, size, ret;
5388
5389         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
5390         if (ret)
5391                 return ret;
5392
5393         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5394
5395         if (type == _MEM)
5396                 thresholds = &memcg->thresholds;
5397         else if (type == _MEMSWAP)
5398                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5399         else
5400                 BUG();
5401
5402         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5403
5404         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
5405         if (thresholds->primary)
5406                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5407
5408         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
5409
5410         /* Allocate memory for new array of thresholds */
5411         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5412                         GFP_KERNEL);
5413         if (!new) {
5414                 ret = -ENOMEM;
5415                 goto unlock;
5416         }
5417         new->size = size;
5418
5419         /* Copy thresholds (if any) to new array */
5420         if (thresholds->primary) {
5421                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
5422                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
5423         }
5424
5425         /* Add new threshold */
5426         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
5427         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
5428
5429         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
5430         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5431                         compare_thresholds, NULL);
5432
5433         /* Find current threshold */
5434         new->current_threshold = -1;
5435         for (i = 0; i < size; i++) {
5436                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
5437                         /*
5438                          * new->current_threshold will not be used until
5439                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5440                          * it here.
5441                          */
5442                         ++new->current_threshold;
5443                 } else
5444                         break;
5445         }
5446
5447         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
5448         kfree(thresholds->spare);
5449         thresholds->spare = thresholds->primary;
5450
5451         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5452
5453         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5454         synchronize_rcu();
5455
5456 unlock:
5457         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5458
5459         return ret;
5460 }
5461
5462 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5463         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5464 {
5465         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5466         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5467         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5468         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5469         u64 usage;
5470         int i, j, size;
5471
5472         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5473         if (type == _MEM)
5474                 thresholds = &memcg->thresholds;
5475         else if (type == _MEMSWAP)
5476                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5477         else
5478                 BUG();
5479
5480         if (!thresholds->primary)
5481                 goto unlock;
5482
5483         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5484
5485         /* Check if a threshold crossed before removing */
5486         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5487
5488         /* Calculate new number of threshold */
5489         size = 0;
5490         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5491                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
5492                         size++;
5493         }
5494
5495         new = thresholds->spare;
5496
5497         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
5498         if (!size) {
5499                 kfree(new);
5500                 new = NULL;
5501                 goto swap_buffers;
5502         }
5503
5504         new->size = size;
5505
5506         /* Copy thresholds and find current threshold */
5507         new->current_threshold = -1;
5508         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5509                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
5510                         continue;
5511
5512                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
5513                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
5514                         /*
5515                          * new->current_threshold will not be used
5516                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5517                          * it here.
5518                          */
5519                         ++new->current_threshold;
5520                 }
5521                 j++;
5522         }
5523
5524 swap_buffers:
5525         /* Swap primary and spare array */
5526         thresholds->spare = thresholds->primary;
5527         /* If all events are unregistered, free the spare array */
5528         if (!new) {
5529                 kfree(thresholds->spare);
5530                 thresholds->spare = NULL;
5531         }
5532
5533         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5534
5535         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5536         synchronize_rcu();
5537 unlock:
5538         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5539 }
5540
5541 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5542         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5543 {
5544         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5545         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
5546         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5547
5548         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5549         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5550         if (!event)
5551                 return -ENOMEM;
5552
5553         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5554
5555         event->eventfd = eventfd;
5556         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
5557
5558         /* already in OOM ? */
5559         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5560                 eventfd_signal(eventfd, 1);
5561         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5562
5563         return 0;
5564 }
5565
5566 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5567         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5568 {
5569         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5570         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
5571         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5572
5573         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5574
5575         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5576
5577         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
5578                 if (ev->eventfd == eventfd) {
5579                         list_del(&ev->list);
5580                         kfree(ev);
5581                 }
5582         }
5583
5584         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5585 }
5586
5587 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5588         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
5589 {
5590         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5591
5592         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", memcg->oom_kill_disable);
5593
5594         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5595                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
5596         else
5597                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
5598         return 0;
5599 }
5600
5601 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5602         struct cftype *cft, u64 val)
5603 {
5604         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5605         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5606
5607         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
5608         if (!parent || !((val == 0) || (val == 1)))
5609                 return -EINVAL;
5610
5611         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5612         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
5613         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5614                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5615                 return -EINVAL;
5616         }
5617         memcg->oom_kill_disable = val;
5618         if (!val)
5619                 memcg_oom_recover(memcg);
5620         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5621         return 0;
5622 }
5623
5624 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5625 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5626 {
5627         int ret;
5628
5629         memcg->kmemcg_id = -1;
5630         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
5631         if (ret)
5632                 return ret;
5633
5634         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
5635 }
5636
5637 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5638 {
5639         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
5640 }
5641
5642 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5643 {
5644         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5645                 return;
5646
5647         /*
5648          * kmem charges can outlive the cgroup. In the case of slab
5649          * pages, for instance, a page contain objects from various
5650          * processes. As we prevent from taking a reference for every
5651          * such allocation we have to be careful when doing uncharge
5652          * (see memcg_uncharge_kmem) and here during offlining.
5653          *
5654          * The idea is that that only the _last_ uncharge which sees
5655          * the dead memcg will drop the last reference. An additional
5656          * reference is taken here before the group is marked dead
5657          * which is then paired with css_put during uncharge resp. here.
5658          *
5659          * Although this might sound strange as this path is called from
5660          * css_offline() when the referencemight have dropped down to 0
5661          * and shouldn't be incremented anymore (css_tryget would fail)
5662          * we do not have other options because of the kmem allocations
5663          * lifetime.
5664          */
5665         css_get(&memcg->css);
5666
5667         memcg_kmem_mark_dead(memcg);
5668
5669         if (res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0)
5670                 return;
5671
5672         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
5673                 css_put(&memcg->css);
5674 }
5675 #else
5676 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5677 {
5678         return 0;
5679 }
5680
5681 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5682 {
5683 }
5684
5685 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5686 {
5687 }
5688 #endif
5689
5690 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
5691         {
5692                 .name = "usage_in_bytes",
5693                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
5694                 .read = mem_cgroup_read,
5695                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
5696                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
5697         },
5698         {
5699                 .name = "max_usage_in_bytes",
5700                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
5701                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5702                 .read = mem_cgroup_read,
5703         },
5704         {
5705                 .name = "limit_in_bytes",
5706                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
5707                 .write_string = mem_cgroup_write,
5708                 .read = mem_cgroup_read,
5709         },
5710         {
5711                 .name = "soft_limit_in_bytes",
5712                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
5713                 .write_string = mem_cgroup_write,
5714                 .read = mem_cgroup_read,
5715         },
5716         {
5717                 .name = "failcnt",
5718                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
5719                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5720                 .read = mem_cgroup_read,
5721         },
5722         {
5723                 .name = "stat",
5724                 .read_seq_string = memcg_stat_show,
5725         },
5726         {
5727                 .name = "force_empty",
5728                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
5729         },
5730         {
5731                 .name = "use_hierarchy",
5732                 .flags = CFTYPE_INSANE,
5733                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
5734                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
5735         },
5736         {
5737                 .name = "swappiness",
5738                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
5739                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
5740         },
5741         {
5742                 .name = "move_charge_at_immigrate",
5743                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
5744                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
5745         },
5746         {
5747                 .name = "oom_control",
5748                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
5749                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
5750                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
5751                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
5752                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
5753         },
5754         {
5755                 .name = "pressure_level",
5756                 .register_event = vmpressure_register_event,
5757                 .unregister_event = vmpressure_unregister_event,
5758         },
5759 #ifdef CONFIG_NUMA
5760         {
5761                 .name = "numa_stat",
5762                 .read_seq_string = memcg_numa_stat_show,
5763         },
5764 #endif
5765 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5766         {
5767                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
5768                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
5769                 .write_string = mem_cgroup_write,
5770                 .read = mem_cgroup_read,
5771         },
5772         {
5773                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
5774                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
5775                 .read = mem_cgroup_read,
5776         },
5777         {
5778                 .name = "kmem.failcnt",
5779                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
5780                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5781                 .read = mem_cgroup_read,
5782         },
5783         {
5784                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
5785                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
5786                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5787                 .read = mem_cgroup_read,
5788         },
5789 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5790         {
5791                 .name = "kmem.slabinfo",
5792                 .read_seq_string = mem_cgroup_slabinfo_read,
5793         },
5794 #endif
5795 #endif
5796         { },    /* terminate */
5797 };
5798
5799 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5800 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
5801         {
5802                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
5803                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
5804                 .read = mem_cgroup_read,
5805                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
5806                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
5807         },
5808         {
5809                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
5810                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
5811                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5812                 .read = mem_cgroup_read,
5813         },
5814         {
5815                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
5816                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
5817                 .write_string = mem_cgroup_write,
5818                 .read = mem_cgroup_read,
5819         },
5820         {
5821                 .name = "memsw.failcnt",
5822                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
5823                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5824                 .read = mem_cgroup_read,
5825         },
5826         { },    /* terminate */
5827 };
5828 #endif
5829 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5830 {
5831         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5832         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5833         int zone, tmp = node;
5834         /*
5835          * This routine is called against possible nodes.
5836          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
5837          *
5838          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
5839          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
5840          *       function.
5841          */
5842         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5843                 tmp = -1;
5844         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
5845         if (!pn)
5846                 return 1;
5847
5848         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
5849                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
5850                 lruvec_init(&mz->lruvec);
5851                 mz->memcg = memcg;
5852         }
5853         memcg->nodeinfo[node] = pn;
5854         return 0;
5855 }
5856
5857 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5858 {
5859         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
5860 }
5861
5862 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
5863 {
5864         struct mem_cgroup *memcg;
5865         size_t size = memcg_size();
5866
5867         /* Can be very big if nr_node_ids is very big */
5868         if (size < PAGE_SIZE)
5869                 memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
5870         else
5871                 memcg = vzalloc(size);
5872
5873         if (!memcg)
5874                 return NULL;
5875
5876         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
5877         if (!memcg->stat)
5878                 goto out_free;
5879         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
5880         return memcg;
5881
5882 out_free:
5883         if (size < PAGE_SIZE)
5884                 kfree(memcg);
5885         else
5886                 vfree(memcg);
5887         return NULL;
5888 }
5889
5890 /*
5891  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
5892  * (scanning all at force_empty is too costly...)
5893  *
5894  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
5895  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
5896  * it goes down to 0.
5897  *
5898  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
5899  */
5900
5901 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5902 {
5903         int node;
5904         size_t size = memcg_size();
5905
5906         free_css_id(&mem_cgroup_subsys, &memcg->css);
5907
5908         for_each_node(node)
5909                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
5910
5911         free_percpu(memcg->stat);
5912
5913         /*
5914          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
5915          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
5916          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
5917          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
5918          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
5919          *
5920          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
5921          * to move this code around, and make sure it is outside
5922          * the cgroup_lock.
5923          */
5924         disarm_static_keys(memcg);
5925         if (size < PAGE_SIZE)
5926                 kfree(memcg);
5927         else
5928                 vfree(memcg);
5929 }
5930
5931 /*
5932  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
5933  */
5934 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
5935 {
5936         if (!memcg->res.parent)
5937                 return NULL;
5938         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
5939 }
5940 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
5941
5942 static struct cgroup_subsys_state * __ref
5943 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
5944 {
5945         struct mem_cgroup *memcg;
5946         long error = -ENOMEM;
5947         int node;
5948
5949         memcg = mem_cgroup_alloc();
5950         if (!memcg)
5951                 return ERR_PTR(error);
5952
5953         for_each_node(node)
5954                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
5955                         goto free_out;
5956
5957         /* root ? */
5958         if (parent_css == NULL) {
5959                 root_mem_cgroup = memcg;
5960                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
5961                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
5962                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5963         }
5964
5965         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
5966         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5967         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
5968         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5969         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5970         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
5971         spin_lock_init(&memcg->soft_lock);
5972
5973         return &memcg->css;
5974
5975 free_out:
5976         __mem_cgroup_free(memcg);
5977         return ERR_PTR(error);
5978 }
5979
5980 static int
5981 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
5982 {
5983         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5984         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(css));
5985         int error = 0;
5986
5987         if (!parent)
5988                 return 0;
5989
5990         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5991
5992         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
5993         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
5994         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5995
5996         if (parent->use_hierarchy) {
5997                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
5998                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
5999                 res_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
6000
6001                 /*
6002                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
6003                  * core guarantees its existence.
6004                  */
6005         } else {
6006                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6007                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6008                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6009                 /*
6010                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
6011                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
6012                  * unfortunate state in our controller.
6013                  */
6014                 if (parent != root_mem_cgroup)
6015                         mem_cgroup_subsys.broken_hierarchy = true;
6016         }
6017
6018         error = memcg_init_kmem(memcg, &mem_cgroup_subsys);
6019         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
6020         return error;
6021 }
6022
6023 /*
6024  * Announce all parents that a group from their hierarchy is gone.
6025  */
6026 static void mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *memcg)
6027 {
6028         struct mem_cgroup *parent = memcg;
6029
6030         while ((parent = parent_mem_cgroup(parent)))
6031                 mem_cgroup_iter_invalidate(parent);
6032
6033         /*
6034          * if the root memcg is not hierarchical we have to check it
6035          * explicitely.
6036          */
6037         if (!root_mem_cgroup->use_hierarchy)
6038                 mem_cgroup_iter_invalidate(root_mem_cgroup);
6039 }
6040
6041 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
6042 {
6043         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6044
6045         kmem_cgroup_css_offline(memcg);
6046
6047         mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(memcg);
6048         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
6049         if (memcg->soft_contributed) {
6050                 while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)))
6051                         atomic_dec(&memcg->children_in_excess);
6052
6053                 if (memcg != root_mem_cgroup && !root_mem_cgroup->use_hierarchy)
6054                         atomic_dec(&root_mem_cgroup->children_in_excess);
6055         }
6056         mem_cgroup_destroy_all_caches(memcg);
6057         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
6058 }
6059
6060 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
6061 {
6062         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6063
6064         memcg_destroy_kmem(memcg);
6065         __mem_cgroup_free(memcg);
6066 }
6067
6068 #ifdef CONFIG_MMU
6069 /* Handlers for move charge at task migration. */
6070 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
6071 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
6072 {
6073         int ret = 0;
6074         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6075         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
6076
6077         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6078                 mc.precharge += count;
6079                 /* we don't need css_get for root */
6080                 return ret;
6081         }
6082         /* try to charge at once */
6083         if (count > 1) {
6084                 struct res_counter *dummy;
6085                 /*
6086                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
6087                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
6088                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
6089                  * css_get().
6090                  */
6091                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
6092                         goto one_by_one;
6093                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
6094                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
6095                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
6096                         goto one_by_one;
6097                 }
6098                 mc.precharge += count;
6099                 return ret;
6100         }
6101 one_by_one:
6102         /* fall back to one by one charge */
6103         while (count--) {
6104                 if (signal_pending(current)) {
6105                         ret = -EINTR;
6106                         break;
6107                 }
6108                 if (!batch_count--) {
6109                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6110                         cond_resched();
6111                 }
6112                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
6113                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
6114                 if (ret)
6115                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
6116                         return ret;
6117                 mc.precharge++;
6118         }
6119         return ret;
6120 }
6121
6122 /**
6123  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
6124  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
6125  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
6126  * @ptent: the pte to be checked
6127  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
6128  *
6129  * Returns
6130  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
6131  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
6132  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
6133  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
6134  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
6135  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
6136  *     in target->ent.
6137  *
6138  * Called with pte lock held.
6139  */
6140 union mc_target {
6141         struct page     *page;
6142         swp_entry_t     ent;
6143 };
6144
6145 enum mc_target_type {
6146         MC_TARGET_NONE = 0,
6147         MC_TARGET_PAGE,
6148         MC_TARGET_SWAP,
6149 };
6150
6151 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
6152                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
6153 {
6154         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
6155
6156         if (!page || !page_mapped(page))
6157                 return NULL;
6158         if (PageAnon(page)) {
6159                 /* we don't move shared anon */
6160                 if (!move_anon())
6161                         return NULL;
6162         } else if (!move_file())
6163                 /* we ignore mapcount for file pages */
6164                 return NULL;
6165         if (!get_page_unless_zero(page))
6166                 return NULL;
6167
6168         return page;
6169 }
6170
6171 #ifdef CONFIG_SWAP
6172 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6173                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6174 {
6175         struct page *page = NULL;
6176         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
6177
6178         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
6179                 return NULL;
6180         /*
6181          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
6182          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
6183          */
6184         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
6185         if (do_swap_account)
6186                 entry->val = ent.val;
6187
6188         return page;
6189 }
6190 #else
6191 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6192                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6193 {
6194         return NULL;
6195 }
6196 #endif
6197
6198 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
6199                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6200 {
6201         struct page *page = NULL;
6202         struct address_space *mapping;
6203         pgoff_t pgoff;
6204
6205         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
6206                 return NULL;
6207         if (!move_file())
6208                 return NULL;
6209
6210         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
6211         if (pte_none(ptent))
6212                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
6213         else /* pte_file(ptent) is true */
6214                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
6215
6216         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
6217         page = find_get_page(mapping, pgoff);
6218
6219 #ifdef CONFIG_SWAP
6220         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
6221         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
6222                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
6223                 if (do_swap_account)
6224                         *entry = swap;
6225                 page = find_get_page(swap_address_space(swap), swap.val);
6226         }
6227 #endif
6228         return page;
6229 }
6230
6231 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
6232                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
6233 {
6234         struct page *page = NULL;
6235         struct page_cgroup *pc;
6236         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6237         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
6238
6239         if (pte_present(ptent))
6240                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
6241         else if (is_swap_pte(ptent))
6242                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6243         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
6244                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6245
6246         if (!page && !ent.val)
6247                 return ret;
6248         if (page) {
6249                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6250                 /*
6251                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
6252                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
6253                  * the lock.
6254                  */
6255                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6256                         ret = MC_TARGET_PAGE;
6257                         if (target)
6258                                 target->page = page;
6259                 }
6260                 if (!ret || !target)
6261                         put_page(page);
6262         }
6263         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
6264         if (ent.val && !ret &&
6265                         css_id(&mc.from->css) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
6266                 ret = MC_TARGET_SWAP;
6267                 if (target)
6268                         target->ent = ent;
6269         }
6270         return ret;
6271 }
6272
6273 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
6274 /*
6275  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
6276  * support them for now.
6277  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
6278  */
6279 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6280                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6281 {
6282         struct page *page = NULL;
6283         struct page_cgroup *pc;
6284         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6285
6286         page = pmd_page(pmd);
6287         VM_BUG_ON(!page || !PageHead(page));
6288         if (!move_anon())
6289                 return ret;
6290         pc = lookup_page_cgroup(page);
6291         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6292                 ret = MC_TARGET_PAGE;
6293                 if (target) {
6294                         get_page(page);
6295                         target->page = page;
6296                 }
6297         }
6298         return ret;
6299 }
6300 #else
6301 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6302                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6303 {
6304         return MC_TARGET_NONE;
6305 }
6306 #endif
6307
6308 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
6309                                         unsigned long addr, unsigned long end,
6310                                         struct mm_walk *walk)
6311 {
6312         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6313         pte_t *pte;
6314         spinlock_t *ptl;
6315
6316         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
6317                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
6318                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
6319                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6320                 return 0;
6321         }
6322
6323         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6324                 return 0;
6325         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6326         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
6327                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
6328                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
6329         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6330         cond_resched();
6331
6332         return 0;
6333 }
6334
6335 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
6336 {
6337         unsigned long precharge;
6338         struct vm_area_struct *vma;
6339
6340         down_read(&mm->mmap_sem);
6341         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6342                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
6343                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
6344                         .mm = mm,
6345                         .private = vma,
6346                 };
6347                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6348                         continue;
6349                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6350                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
6351         }
6352         up_read(&mm->mmap_sem);
6353
6354         precharge = mc.precharge;
6355         mc.precharge = 0;
6356
6357         return precharge;
6358 }
6359
6360 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
6361 {
6362         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
6363
6364         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
6365         mc.moving_task = current;
6366         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
6367 }
6368
6369 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
6370 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
6371 {
6372         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6373         struct mem_cgroup *to = mc.to;
6374         int i;
6375
6376         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
6377         if (mc.precharge) {
6378                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
6379                 mc.precharge = 0;
6380         }
6381         /*
6382          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
6383          * we must uncharge here.
6384          */
6385         if (mc.moved_charge) {
6386                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
6387                 mc.moved_charge = 0;
6388         }
6389         /* we must fixup refcnts and charges */
6390         if (mc.moved_swap) {
6391                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
6392                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
6393                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
6394                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6395
6396                 for (i = 0; i < mc.moved_swap; i++)
6397                         css_put(&mc.from->css);
6398
6399                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
6400                         /*
6401                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
6402                          * uncharge to->res.
6403                          */
6404                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
6405                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6406                 }
6407                 /* we've already done css_get(mc.to) */
6408                 mc.moved_swap = 0;
6409         }
6410         memcg_oom_recover(from);
6411         memcg_oom_recover(to);
6412         wake_up_all(&mc.waitq);
6413 }
6414
6415 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
6416 {
6417         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6418
6419         /*
6420          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
6421          * task migration.
6422          */
6423         mc.moving_task = NULL;
6424         __mem_cgroup_clear_mc();
6425         spin_lock(&mc.lock);
6426         mc.from = NULL;
6427         mc.to = NULL;
6428         spin_unlock(&mc.lock);
6429         mem_cgroup_end_move(from);
6430 }
6431
6432 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6433                                  struct cgroup_taskset *tset)
6434 {
6435         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6436         int ret = 0;
6437         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6438         unsigned long move_charge_at_immigrate;
6439
6440         /*
6441          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
6442          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
6443          * So we need to save it, and keep it going.
6444          */
6445         move_charge_at_immigrate  = memcg->move_charge_at_immigrate;
6446         if (move_charge_at_immigrate) {
6447                 struct mm_struct *mm;
6448                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
6449
6450                 VM_BUG_ON(from == memcg);
6451
6452                 mm = get_task_mm(p);
6453                 if (!mm)
6454                         return 0;
6455                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
6456                 if (mm->owner == p) {
6457                         VM_BUG_ON(mc.from);
6458                         VM_BUG_ON(mc.to);
6459                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
6460                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
6461                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
6462                         mem_cgroup_start_move(from);
6463                         spin_lock(&mc.lock);
6464                         mc.from = from;
6465                         mc.to = memcg;
6466                         mc.immigrate_flags = move_charge_at_immigrate;
6467                         spin_unlock(&mc.lock);
6468                         /* We set mc.moving_task later */
6469
6470                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6471                         if (ret)
6472                                 mem_cgroup_clear_mc();
6473                 }
6474                 mmput(mm);
6475         }
6476         return ret;
6477 }
6478
6479 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6480                                      struct cgroup_taskset *tset)
6481 {
6482         mem_cgroup_clear_mc();
6483 }
6484
6485 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6486                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6487                                 struct mm_walk *walk)
6488 {
6489         int ret = 0;
6490         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6491         pte_t *pte;
6492         spinlock_t *ptl;
6493         enum mc_target_type target_type;
6494         union mc_target target;
6495         struct page *page;
6496         struct page_cgroup *pc;
6497
6498         /*
6499          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
6500          * happens because:
6501          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
6502          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
6503          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
6504          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
6505          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
6506          *    part of thp split is not executed yet.
6507          */
6508         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
6509                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6510                         spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6511                         return 0;
6512                 }
6513                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6514                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6515                         page = target.page;
6516                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6517                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6518                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
6519                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
6520                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6521                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6522                                 }
6523                                 putback_lru_page(page);
6524                         }
6525                         put_page(page);
6526                 }
6527                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6528                 return 0;
6529         }
6530
6531         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6532                 return 0;
6533 retry:
6534         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6535         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6536                 pte_t ptent = *(pte++);
6537                 swp_entry_t ent;
6538
6539                 if (!mc.precharge)
6540                         break;
6541
6542                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6543                 case MC_TARGET_PAGE:
6544                         page = target.page;
6545                         if (isolate_lru_page(page))
6546                                 goto put;
6547                         pc = lookup_page_cgroup(page);
6548                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
6549                                                      mc.from, mc.to)) {
6550                                 mc.precharge--;
6551                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6552                                 mc.moved_charge++;
6553                         }
6554                         putback_lru_page(page);
6555 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6556                         put_page(page);
6557                         break;
6558                 case MC_TARGET_SWAP:
6559                         ent = target.ent;
6560                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6561                                 mc.precharge--;
6562                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
6563                                 mc.moved_swap++;
6564                         }
6565                         break;
6566                 default:
6567                         break;
6568                 }
6569         }
6570         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6571         cond_resched();
6572
6573         if (addr != end) {
6574                 /*
6575                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6576                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6577                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6578                  * phase.
6579                  */
6580                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6581                 if (!ret)
6582                         goto retry;
6583         }
6584
6585         return ret;
6586 }
6587
6588 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
6589 {
6590         struct vm_area_struct *vma;
6591
6592         lru_add_drain_all();
6593 retry:
6594         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
6595                 /*
6596                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
6597                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6598                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6599                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6600                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6601                  */
6602                 __mem_cgroup_clear_mc();
6603                 cond_resched();
6604                 goto retry;
6605         }
6606         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6607                 int ret;
6608                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
6609                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6610                         .mm = mm,
6611                         .private = vma,
6612                 };
6613                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6614                         continue;
6615                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6616                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
6617                 if (ret)
6618                         /*
6619                          * means we have consumed all precharges and failed in
6620                          * doing additional charge. Just abandon here.
6621                          */
6622                         break;
6623         }
6624         up_read(&mm->mmap_sem);
6625 }
6626
6627 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
6628                                  struct cgroup_taskset *tset)
6629 {
6630         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6631         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
6632
6633         if (mm) {
6634                 if (mc.to)
6635                         mem_cgroup_move_charge(mm);
6636                 mmput(mm);
6637         }
6638         if (mc.to)
6639                 mem_cgroup_clear_mc();
6640 }
6641 #else   /* !CONFIG_MMU */
6642 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6643                                  struct cgroup_taskset *tset)
6644 {
6645         return 0;
6646 }
6647 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6648                                      struct cgroup_taskset *tset)
6649 {
6650 }
6651 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
6652                                  struct cgroup_taskset *tset)
6653 {
6654 }
6655 #endif
6656
6657 /*
6658  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
6659  * to verify sane_behavior flag on each mount attempt.
6660  */
6661 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
6662 {
6663         /*
6664          * use_hierarchy is forced with sane_behavior.  cgroup core
6665          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
6666          * on for the root memcg is enough.
6667          */
6668         if (cgroup_sane_behavior(root_css->cgroup))
6669                 mem_cgroup_from_css(root_css)->use_hierarchy = true;
6670 }
6671
6672 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
6673         .name = "memory",
6674         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
6675         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6676         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6677         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6678         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6679         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6680         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6681         .attach = mem_cgroup_move_task,
6682         .bind = mem_cgroup_bind,
6683         .base_cftypes = mem_cgroup_files,
6684         .early_init = 0,
6685         .use_id = 1,
6686 };
6687
6688 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6689 static int __init enable_swap_account(char *s)
6690 {
6691         if (!strcmp(s, "1"))
6692                 really_do_swap_account = 1;
6693         else if (!strcmp(s, "0"))
6694                 really_do_swap_account = 0;
6695         return 1;
6696 }
6697 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
6698
6699 static void __init memsw_file_init(void)
6700 {
6701         WARN_ON(cgroup_add_cftypes(&mem_cgroup_subsys, memsw_cgroup_files));
6702 }
6703
6704 static void __init enable_swap_cgroup(void)
6705 {
6706         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
6707                 do_swap_account = 1;
6708                 memsw_file_init();
6709         }
6710 }
6711
6712 #else
6713 static void __init enable_swap_cgroup(void)
6714 {
6715 }
6716 #endif
6717
6718 /*
6719  * subsys_initcall() for memory controller.
6720  *
6721  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
6722  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
6723  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
6724  * be initialized from here.
6725  */
6726 static int __init mem_cgroup_init(void)
6727 {
6728         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
6729         enable_swap_cgroup();
6730         memcg_stock_init();
6731         return 0;
6732 }
6733 subsys_initcall(mem_cgroup_init);