memcg: do not check for do_swap_account in mem_cgroup_{read,write,reset}
[platform/adaptation/renesas_rcar/renesas_kernel.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * Kernel Memory Controller
14  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
15  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
16  *
17  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
18  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
19  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
20  * (at your option) any later version.
21  *
22  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
23  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
24  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
25  * GNU General Public License for more details.
26  */
27
28 #include <linux/res_counter.h>
29 #include <linux/memcontrol.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31 #include <linux/mm.h>
32 #include <linux/hugetlb.h>
33 #include <linux/pagemap.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/page-flags.h>
36 #include <linux/backing-dev.h>
37 #include <linux/bit_spinlock.h>
38 #include <linux/rcupdate.h>
39 #include <linux/limits.h>
40 #include <linux/export.h>
41 #include <linux/mutex.h>
42 #include <linux/rbtree.h>
43 #include <linux/slab.h>
44 #include <linux/swap.h>
45 #include <linux/swapops.h>
46 #include <linux/spinlock.h>
47 #include <linux/eventfd.h>
48 #include <linux/sort.h>
49 #include <linux/fs.h>
50 #include <linux/seq_file.h>
51 #include <linux/vmalloc.h>
52 #include <linux/mm_inline.h>
53 #include <linux/page_cgroup.h>
54 #include <linux/cpu.h>
55 #include <linux/oom.h>
56 #include "internal.h"
57 #include <net/sock.h>
58 #include <net/ip.h>
59 #include <net/tcp_memcontrol.h>
60
61 #include <asm/uaccess.h>
62
63 #include <trace/events/vmscan.h>
64
65 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys __read_mostly;
66 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_subsys);
67
68 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
69 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
70
71 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
72 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
73 int do_swap_account __read_mostly;
74
75 /* for remember boot option*/
76 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
77 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
78 #else
79 static int really_do_swap_account __initdata = 0;
80 #endif
81
82 #else
83 #define do_swap_account         0
84 #endif
85
86
87 /*
88  * Statistics for memory cgroup.
89  */
90 enum mem_cgroup_stat_index {
91         /*
92          * For MEM_CONTAINER_TYPE_ALL, usage = pagecache + rss.
93          */
94         MEM_CGROUP_STAT_CACHE,     /* # of pages charged as cache */
95         MEM_CGROUP_STAT_RSS,       /* # of pages charged as anon rss */
96         MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED,  /* # of pages charged as file rss */
97         MEM_CGROUP_STAT_SWAP, /* # of pages, swapped out */
98         MEM_CGROUP_STAT_NSTATS,
99 };
100
101 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
102         "cache",
103         "rss",
104         "mapped_file",
105         "swap",
106 };
107
108 enum mem_cgroup_events_index {
109         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
110         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
111         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
112         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
113         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
114 };
115
116 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
117         "pgpgin",
118         "pgpgout",
119         "pgfault",
120         "pgmajfault",
121 };
122
123 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
124         "inactive_anon",
125         "active_anon",
126         "inactive_file",
127         "active_file",
128         "unevictable",
129 };
130
131 /*
132  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
133  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
134  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
135  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
136  */
137 enum mem_cgroup_events_target {
138         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
139         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
140         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
141         MEM_CGROUP_NTARGETS,
142 };
143 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
144 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
145 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
146
147 struct mem_cgroup_stat_cpu {
148         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
149         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
150         unsigned long nr_page_events;
151         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
152 };
153
154 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
155         /*
156          * last scanned hierarchy member. Valid only if last_dead_count
157          * matches memcg->dead_count of the hierarchy root group.
158          */
159         struct mem_cgroup *last_visited;
160         unsigned long last_dead_count;
161
162         /* scan generation, increased every round-trip */
163         unsigned int generation;
164 };
165
166 /*
167  * per-zone information in memory controller.
168  */
169 struct mem_cgroup_per_zone {
170         struct lruvec           lruvec;
171         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
172
173         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
174
175         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
176         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
177                                                 /* the soft limit is exceeded*/
178         bool                    on_tree;
179         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
180                                                 /* use container_of        */
181 };
182
183 struct mem_cgroup_per_node {
184         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
185 };
186
187 struct mem_cgroup_lru_info {
188         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[0];
189 };
190
191 /*
192  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
193  * their hierarchy representation
194  */
195
196 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
197         struct rb_root rb_root;
198         spinlock_t lock;
199 };
200
201 struct mem_cgroup_tree_per_node {
202         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
203 };
204
205 struct mem_cgroup_tree {
206         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
207 };
208
209 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
210
211 struct mem_cgroup_threshold {
212         struct eventfd_ctx *eventfd;
213         u64 threshold;
214 };
215
216 /* For threshold */
217 struct mem_cgroup_threshold_ary {
218         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
219         int current_threshold;
220         /* Size of entries[] */
221         unsigned int size;
222         /* Array of thresholds */
223         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
224 };
225
226 struct mem_cgroup_thresholds {
227         /* Primary thresholds array */
228         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
229         /*
230          * Spare threshold array.
231          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
232          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
233          */
234         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
235 };
236
237 /* for OOM */
238 struct mem_cgroup_eventfd_list {
239         struct list_head list;
240         struct eventfd_ctx *eventfd;
241 };
242
243 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
244 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
245
246 /*
247  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
248  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
249  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
250  * to help the administrator determine what knobs to tune.
251  *
252  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
253  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
254  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
255  * a feature that will be implemented much later in the future.
256  */
257 struct mem_cgroup {
258         struct cgroup_subsys_state css;
259         /*
260          * the counter to account for memory usage
261          */
262         struct res_counter res;
263
264         union {
265                 /*
266                  * the counter to account for mem+swap usage.
267                  */
268                 struct res_counter memsw;
269
270                 /*
271                  * rcu_freeing is used only when freeing struct mem_cgroup,
272                  * so put it into a union to avoid wasting more memory.
273                  * It must be disjoint from the css field.  It could be
274                  * in a union with the res field, but res plays a much
275                  * larger part in mem_cgroup life than memsw, and might
276                  * be of interest, even at time of free, when debugging.
277                  * So share rcu_head with the less interesting memsw.
278                  */
279                 struct rcu_head rcu_freeing;
280                 /*
281                  * We also need some space for a worker in deferred freeing.
282                  * By the time we call it, rcu_freeing is no longer in use.
283                  */
284                 struct work_struct work_freeing;
285         };
286
287         /*
288          * the counter to account for kernel memory usage.
289          */
290         struct res_counter kmem;
291         /*
292          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
293          */
294         bool use_hierarchy;
295         unsigned long kmem_account_flags; /* See KMEM_ACCOUNTED_*, below */
296
297         bool            oom_lock;
298         atomic_t        under_oom;
299
300         atomic_t        refcnt;
301
302         int     swappiness;
303         /* OOM-Killer disable */
304         int             oom_kill_disable;
305
306         /* set when res.limit == memsw.limit */
307         bool            memsw_is_minimum;
308
309         /* protect arrays of thresholds */
310         struct mutex thresholds_lock;
311
312         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
313         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
314
315         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
316         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
317
318         /* For oom notifier event fd */
319         struct list_head oom_notify;
320
321         /*
322          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
323          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
324          */
325         unsigned long   move_charge_at_immigrate;
326         /*
327          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
328          */
329         atomic_t        moving_account;
330         /* taken only while moving_account > 0 */
331         spinlock_t      move_lock;
332         /*
333          * percpu counter.
334          */
335         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
336         /*
337          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
338          * See mem_cgroup_read_stat().
339          */
340         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
341         spinlock_t pcp_counter_lock;
342
343         atomic_t        dead_count;
344 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
345         struct tcp_memcontrol tcp_mem;
346 #endif
347 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
348         /* analogous to slab_common's slab_caches list. per-memcg */
349         struct list_head memcg_slab_caches;
350         /* Not a spinlock, we can take a lot of time walking the list */
351         struct mutex slab_caches_mutex;
352         /* Index in the kmem_cache->memcg_params->memcg_caches array */
353         int kmemcg_id;
354 #endif
355
356         int last_scanned_node;
357 #if MAX_NUMNODES > 1
358         nodemask_t      scan_nodes;
359         atomic_t        numainfo_events;
360         atomic_t        numainfo_updating;
361 #endif
362         /*
363          * Per cgroup active and inactive list, similar to the
364          * per zone LRU lists.
365          *
366          * WARNING: This has to be the last element of the struct. Don't
367          * add new fields after this point.
368          */
369         struct mem_cgroup_lru_info info;
370 };
371
372 static size_t memcg_size(void)
373 {
374         return sizeof(struct mem_cgroup) +
375                 nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node);
376 }
377
378 /* internal only representation about the status of kmem accounting. */
379 enum {
380         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE = 0, /* accounted by this cgroup itself */
381         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, /* static key enabled. */
382         KMEM_ACCOUNTED_DEAD, /* dead memcg with pending kmem charges */
383 };
384
385 /* We account when limit is on, but only after call sites are patched */
386 #define KMEM_ACCOUNTED_MASK \
387                 ((1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE) | (1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED))
388
389 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
390 static inline void memcg_kmem_set_active(struct mem_cgroup *memcg)
391 {
392         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
393 }
394
395 static bool memcg_kmem_is_active(struct mem_cgroup *memcg)
396 {
397         return test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
398 }
399
400 static void memcg_kmem_set_activated(struct mem_cgroup *memcg)
401 {
402         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
403 }
404
405 static void memcg_kmem_clear_activated(struct mem_cgroup *memcg)
406 {
407         clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
408 }
409
410 static void memcg_kmem_mark_dead(struct mem_cgroup *memcg)
411 {
412         if (test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags))
413                 set_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD, &memcg->kmem_account_flags);
414 }
415
416 static bool memcg_kmem_test_and_clear_dead(struct mem_cgroup *memcg)
417 {
418         return test_and_clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD,
419                                   &memcg->kmem_account_flags);
420 }
421 #endif
422
423 /* Stuffs for move charges at task migration. */
424 /*
425  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" and
426  * "immigrate_flags" are treated as a left-shifted bitmap of these types.
427  */
428 enum move_type {
429         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
430         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
431         NR_MOVE_TYPE,
432 };
433
434 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
435 static struct move_charge_struct {
436         spinlock_t        lock; /* for from, to */
437         struct mem_cgroup *from;
438         struct mem_cgroup *to;
439         unsigned long immigrate_flags;
440         unsigned long precharge;
441         unsigned long moved_charge;
442         unsigned long moved_swap;
443         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
444         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
445 } mc = {
446         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
447         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
448 };
449
450 static bool move_anon(void)
451 {
452         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON, &mc.immigrate_flags);
453 }
454
455 static bool move_file(void)
456 {
457         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE, &mc.immigrate_flags);
458 }
459
460 /*
461  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
462  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
463  */
464 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
465 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
466
467 enum charge_type {
468         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
469         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
470         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
471         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
472         NR_CHARGE_TYPE,
473 };
474
475 /* for encoding cft->private value on file */
476 enum res_type {
477         _MEM,
478         _MEMSWAP,
479         _OOM_TYPE,
480         _KMEM,
481 };
482
483 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
484 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
485 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
486 /* Used for OOM nofiier */
487 #define OOM_CONTROL             (0)
488
489 /*
490  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
491  */
492 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
493 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
494 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
495 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
496
497 /*
498  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
499  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
500  * appearing has to hold it as well.
501  */
502 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
503
504 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg);
505 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg);
506
507 static inline
508 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
509 {
510         return container_of(s, struct mem_cgroup, css);
511 }
512
513 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
514 {
515         return (memcg == root_mem_cgroup);
516 }
517
518 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
519 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
520
521 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
522 {
523         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
524                 struct mem_cgroup *memcg;
525                 struct cg_proto *cg_proto;
526
527                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
528
529                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
530                  * filled. It won't however, necessarily happen from
531                  * process context. So the test for root memcg given
532                  * the current task's memcg won't help us in this case.
533                  *
534                  * Respecting the original socket's memcg is a better
535                  * decision in this case.
536                  */
537                 if (sk->sk_cgrp) {
538                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
539                         mem_cgroup_get(sk->sk_cgrp->memcg);
540                         return;
541                 }
542
543                 rcu_read_lock();
544                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
545                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
546                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) && memcg_proto_active(cg_proto)) {
547                         mem_cgroup_get(memcg);
548                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
549                 }
550                 rcu_read_unlock();
551         }
552 }
553 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
554
555 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
556 {
557         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
558                 struct mem_cgroup *memcg;
559                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
560                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
561                 mem_cgroup_put(memcg);
562         }
563 }
564
565 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
566 {
567         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
568                 return NULL;
569
570         return &memcg->tcp_mem.cg_proto;
571 }
572 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
573
574 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
575 {
576         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem.cg_proto))
577                 return;
578         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
579 }
580 #else
581 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
582 {
583 }
584 #endif
585
586 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
587 /*
588  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params->memcg_caches.
589  * There are two main reasons for not using the css_id for this:
590  *  1) this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
591  *     but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
592  *     memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
593  *     200 entry array for that.
594  *
595  *  2) In order not to violate the cgroup API, we would like to do all memory
596  *     allocation in ->create(). At that point, we haven't yet allocated the
597  *     css_id. Having a separate index prevents us from messing with the cgroup
598  *     core for this
599  *
600  * The current size of the caches array is stored in
601  * memcg_limited_groups_array_size.  It will double each time we have to
602  * increase it.
603  */
604 static DEFINE_IDA(kmem_limited_groups);
605 int memcg_limited_groups_array_size;
606
607 /*
608  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
609  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
610  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
611  * tunable, but that is strictly not necessary.
612  *
613  * MAX_SIZE should be as large as the number of css_ids. Ideally, we could get
614  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
615  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
616  * css_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
617  * increase ours as well if it increases.
618  */
619 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
620 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE 65535
621
622 /*
623  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
624  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
625  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
626  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
627  */
628 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
629 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
630
631 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
632 {
633         if (memcg_kmem_is_active(memcg)) {
634                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
635                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg->kmemcg_id);
636         }
637         /*
638          * This check can't live in kmem destruction function,
639          * since the charges will outlive the cgroup
640          */
641         WARN_ON(res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0);
642 }
643 #else
644 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
645 {
646 }
647 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
648
649 static void disarm_static_keys(struct mem_cgroup *memcg)
650 {
651         disarm_sock_keys(memcg);
652         disarm_kmem_keys(memcg);
653 }
654
655 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
656
657 static struct mem_cgroup_per_zone *
658 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
659 {
660         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
661         return &memcg->info.nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
662 }
663
664 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
665 {
666         return &memcg->css;
667 }
668
669 static struct mem_cgroup_per_zone *
670 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
671 {
672         int nid = page_to_nid(page);
673         int zid = page_zonenum(page);
674
675         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
676 }
677
678 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
679 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
680 {
681         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
682 }
683
684 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
685 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
686 {
687         int nid = page_to_nid(page);
688         int zid = page_zonenum(page);
689
690         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
691 }
692
693 static void
694 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
695                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
696                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
697                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
698 {
699         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
700         struct rb_node *parent = NULL;
701         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
702
703         if (mz->on_tree)
704                 return;
705
706         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
707         if (!mz->usage_in_excess)
708                 return;
709         while (*p) {
710                 parent = *p;
711                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
712                                         tree_node);
713                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
714                         p = &(*p)->rb_left;
715                 /*
716                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
717                  * limit by the same amount
718                  */
719                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
720                         p = &(*p)->rb_right;
721         }
722         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
723         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
724         mz->on_tree = true;
725 }
726
727 static void
728 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
729                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
730                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
731 {
732         if (!mz->on_tree)
733                 return;
734         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
735         mz->on_tree = false;
736 }
737
738 static void
739 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
740                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
741                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
742 {
743         spin_lock(&mctz->lock);
744         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
745         spin_unlock(&mctz->lock);
746 }
747
748
749 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
750 {
751         unsigned long long excess;
752         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
753         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
754         int nid = page_to_nid(page);
755         int zid = page_zonenum(page);
756         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
757
758         /*
759          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
760          * because their event counter is not touched.
761          */
762         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
763                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
764                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
765                 /*
766                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
767                  * mem is over its softlimit.
768                  */
769                 if (excess || mz->on_tree) {
770                         spin_lock(&mctz->lock);
771                         /* if on-tree, remove it */
772                         if (mz->on_tree)
773                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
774                         /*
775                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
776                          * If excess is 0, no tree ops.
777                          */
778                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
779                         spin_unlock(&mctz->lock);
780                 }
781         }
782 }
783
784 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
785 {
786         int node, zone;
787         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
788         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
789
790         for_each_node(node) {
791                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
792                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
793                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
794                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
795                 }
796         }
797 }
798
799 static struct mem_cgroup_per_zone *
800 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
801 {
802         struct rb_node *rightmost = NULL;
803         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
804
805 retry:
806         mz = NULL;
807         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
808         if (!rightmost)
809                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
810
811         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
812         /*
813          * Remove the node now but someone else can add it back,
814          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
815          * position in the tree.
816          */
817         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
818         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
819                 !css_tryget(&mz->memcg->css))
820                 goto retry;
821 done:
822         return mz;
823 }
824
825 static struct mem_cgroup_per_zone *
826 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
827 {
828         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
829
830         spin_lock(&mctz->lock);
831         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
832         spin_unlock(&mctz->lock);
833         return mz;
834 }
835
836 /*
837  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
838  *
839  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
840  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
841  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
842  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
843  *
844  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
845  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
846  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
847  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
848  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
849  *
850  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
851  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
852  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
853  * implemented.
854  */
855 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
856                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
857 {
858         long val = 0;
859         int cpu;
860
861         get_online_cpus();
862         for_each_online_cpu(cpu)
863                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
864 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
865         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
866         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
867         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
868 #endif
869         put_online_cpus();
870         return val;
871 }
872
873 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
874                                          bool charge)
875 {
876         int val = (charge) ? 1 : -1;
877         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
878 }
879
880 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
881                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
882 {
883         unsigned long val = 0;
884         int cpu;
885
886         for_each_online_cpu(cpu)
887                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
888 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
889         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
890         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
891         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
892 #endif
893         return val;
894 }
895
896 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
897                                          bool anon, int nr_pages)
898 {
899         preempt_disable();
900
901         /*
902          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
903          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
904          */
905         if (anon)
906                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
907                                 nr_pages);
908         else
909                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
910                                 nr_pages);
911
912         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
913         if (nr_pages > 0)
914                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
915         else {
916                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
917                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
918         }
919
920         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
921
922         preempt_enable();
923 }
924
925 unsigned long
926 mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
927 {
928         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
929
930         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
931         return mz->lru_size[lru];
932 }
933
934 static unsigned long
935 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
936                         unsigned int lru_mask)
937 {
938         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
939         enum lru_list lru;
940         unsigned long ret = 0;
941
942         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
943
944         for_each_lru(lru) {
945                 if (BIT(lru) & lru_mask)
946                         ret += mz->lru_size[lru];
947         }
948         return ret;
949 }
950
951 static unsigned long
952 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
953                         int nid, unsigned int lru_mask)
954 {
955         u64 total = 0;
956         int zid;
957
958         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
959                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
960                                                 nid, zid, lru_mask);
961
962         return total;
963 }
964
965 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
966                         unsigned int lru_mask)
967 {
968         int nid;
969         u64 total = 0;
970
971         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
972                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
973         return total;
974 }
975
976 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
977                                        enum mem_cgroup_events_target target)
978 {
979         unsigned long val, next;
980
981         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
982         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
983         /* from time_after() in jiffies.h */
984         if ((long)next - (long)val < 0) {
985                 switch (target) {
986                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
987                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
988                         break;
989                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
990                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
991                         break;
992                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
993                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
994                         break;
995                 default:
996                         break;
997                 }
998                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
999                 return true;
1000         }
1001         return false;
1002 }
1003
1004 /*
1005  * Check events in order.
1006  *
1007  */
1008 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
1009 {
1010         preempt_disable();
1011         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
1012         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1013                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
1014                 bool do_softlimit;
1015                 bool do_numainfo __maybe_unused;
1016
1017                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1018                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
1019 #if MAX_NUMNODES > 1
1020                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1021                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
1022 #endif
1023                 preempt_enable();
1024
1025                 mem_cgroup_threshold(memcg);
1026                 if (unlikely(do_softlimit))
1027                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
1028 #if MAX_NUMNODES > 1
1029                 if (unlikely(do_numainfo))
1030                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
1031 #endif
1032         } else
1033                 preempt_enable();
1034 }
1035
1036 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_cont(struct cgroup *cont)
1037 {
1038         return mem_cgroup_from_css(
1039                 cgroup_subsys_state(cont, mem_cgroup_subsys_id));
1040 }
1041
1042 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1043 {
1044         /*
1045          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1046          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1047          * So this can be called with p == NULL.
1048          */
1049         if (unlikely(!p))
1050                 return NULL;
1051
1052         return mem_cgroup_from_css(task_subsys_state(p, mem_cgroup_subsys_id));
1053 }
1054
1055 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1056 {
1057         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1058
1059         if (!mm)
1060                 return NULL;
1061         /*
1062          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
1063          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
1064          * pessimistic (rather than adding locks here).
1065          */
1066         rcu_read_lock();
1067         do {
1068                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1069                 if (unlikely(!memcg))
1070                         break;
1071         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1072         rcu_read_unlock();
1073         return memcg;
1074 }
1075
1076 /*
1077  * Returns a next (in a pre-order walk) alive memcg (with elevated css
1078  * ref. count) or NULL if the whole root's subtree has been visited.
1079  *
1080  * helper function to be used by mem_cgroup_iter
1081  */
1082 static struct mem_cgroup *__mem_cgroup_iter_next(struct mem_cgroup *root,
1083                 struct mem_cgroup *last_visited)
1084 {
1085         struct cgroup *prev_cgroup, *next_cgroup;
1086
1087         /*
1088          * Root is not visited by cgroup iterators so it needs an
1089          * explicit visit.
1090          */
1091         if (!last_visited)
1092                 return root;
1093
1094         prev_cgroup = (last_visited == root) ? NULL
1095                 : last_visited->css.cgroup;
1096 skip_node:
1097         next_cgroup = cgroup_next_descendant_pre(
1098                         prev_cgroup, root->css.cgroup);
1099
1100         /*
1101          * Even if we found a group we have to make sure it is
1102          * alive. css && !memcg means that the groups should be
1103          * skipped and we should continue the tree walk.
1104          * last_visited css is safe to use because it is
1105          * protected by css_get and the tree walk is rcu safe.
1106          */
1107         if (next_cgroup) {
1108                 struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_cont(
1109                                 next_cgroup);
1110                 if (css_tryget(&mem->css))
1111                         return mem;
1112                 else {
1113                         prev_cgroup = next_cgroup;
1114                         goto skip_node;
1115                 }
1116         }
1117
1118         return NULL;
1119 }
1120
1121 /**
1122  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1123  * @root: hierarchy root
1124  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1125  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1126  *
1127  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1128  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1129  *
1130  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1131  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1132  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1133  *
1134  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
1135  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1136  * reclaimers operating on the same zone and priority.
1137  */
1138 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1139                                    struct mem_cgroup *prev,
1140                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1141 {
1142         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1143         struct mem_cgroup *last_visited = NULL;
1144         unsigned long uninitialized_var(dead_count);
1145
1146         if (mem_cgroup_disabled())
1147                 return NULL;
1148
1149         if (!root)
1150                 root = root_mem_cgroup;
1151
1152         if (prev && !reclaim)
1153                 last_visited = prev;
1154
1155         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1156                 if (prev)
1157                         goto out_css_put;
1158                 return root;
1159         }
1160
1161         rcu_read_lock();
1162         while (!memcg) {
1163                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1164
1165                 if (reclaim) {
1166                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
1167                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
1168                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1169
1170                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
1171                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
1172                         last_visited = iter->last_visited;
1173                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation) {
1174                                 iter->last_visited = NULL;
1175                                 goto out_unlock;
1176                         }
1177
1178                         /*
1179                          * If the dead_count mismatches, a destruction
1180                          * has happened or is happening concurrently.
1181                          * If the dead_count matches, a destruction
1182                          * might still happen concurrently, but since
1183                          * we checked under RCU, that destruction
1184                          * won't free the object until we release the
1185                          * RCU reader lock.  Thus, the dead_count
1186                          * check verifies the pointer is still valid,
1187                          * css_tryget() verifies the cgroup pointed to
1188                          * is alive.
1189                          */
1190                         dead_count = atomic_read(&root->dead_count);
1191                         smp_rmb();
1192                         last_visited = iter->last_visited;
1193                         if (last_visited) {
1194                                 if ((dead_count != iter->last_dead_count) ||
1195                                         !css_tryget(&last_visited->css)) {
1196                                         last_visited = NULL;
1197                                 }
1198                         }
1199                 }
1200
1201                 memcg = __mem_cgroup_iter_next(root, last_visited);
1202
1203                 if (reclaim) {
1204                         if (last_visited)
1205                                 css_put(&last_visited->css);
1206
1207                         iter->last_visited = memcg;
1208                         smp_wmb();
1209                         iter->last_dead_count = dead_count;
1210
1211                         if (!memcg)
1212                                 iter->generation++;
1213                         else if (!prev && memcg)
1214                                 reclaim->generation = iter->generation;
1215                 }
1216
1217                 if (prev && !memcg)
1218                         goto out_unlock;
1219         }
1220 out_unlock:
1221         rcu_read_unlock();
1222 out_css_put:
1223         if (prev && prev != root)
1224                 css_put(&prev->css);
1225
1226         return memcg;
1227 }
1228
1229 /**
1230  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1231  * @root: hierarchy root
1232  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1233  */
1234 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1235                            struct mem_cgroup *prev)
1236 {
1237         if (!root)
1238                 root = root_mem_cgroup;
1239         if (prev && prev != root)
1240                 css_put(&prev->css);
1241 }
1242
1243 /*
1244  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1245  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1246  * be used for reference counting.
1247  */
1248 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1249         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1250              iter != NULL;                              \
1251              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1252
1253 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1254         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1255              iter != NULL;                              \
1256              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1257
1258 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1259 {
1260         struct mem_cgroup *memcg;
1261
1262         rcu_read_lock();
1263         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1264         if (unlikely(!memcg))
1265                 goto out;
1266
1267         switch (idx) {
1268         case PGFAULT:
1269                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1270                 break;
1271         case PGMAJFAULT:
1272                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1273                 break;
1274         default:
1275                 BUG();
1276         }
1277 out:
1278         rcu_read_unlock();
1279 }
1280 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1281
1282 /**
1283  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1284  * @zone: zone of the wanted lruvec
1285  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1286  *
1287  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1288  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1289  * is disabled.
1290  */
1291 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1292                                       struct mem_cgroup *memcg)
1293 {
1294         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1295         struct lruvec *lruvec;
1296
1297         if (mem_cgroup_disabled()) {
1298                 lruvec = &zone->lruvec;
1299                 goto out;
1300         }
1301
1302         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1303         lruvec = &mz->lruvec;
1304 out:
1305         /*
1306          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1307          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1308          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1309          */
1310         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1311                 lruvec->zone = zone;
1312         return lruvec;
1313 }
1314
1315 /*
1316  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1317  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1318  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1319  *
1320  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1321  * 1. charge
1322  * 2. moving account
1323  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1324  * It is added to LRU before charge.
1325  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1326  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1327  */
1328
1329 /**
1330  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1331  * @page: the page
1332  * @zone: zone of the page
1333  */
1334 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1335 {
1336         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1337         struct mem_cgroup *memcg;
1338         struct page_cgroup *pc;
1339         struct lruvec *lruvec;
1340
1341         if (mem_cgroup_disabled()) {
1342                 lruvec = &zone->lruvec;
1343                 goto out;
1344         }
1345
1346         pc = lookup_page_cgroup(page);
1347         memcg = pc->mem_cgroup;
1348
1349         /*
1350          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1351          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1352          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1353          *
1354          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1355          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1356          * of pc->mem_cgroup safe.
1357          */
1358         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1359                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1360
1361         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1362         lruvec = &mz->lruvec;
1363 out:
1364         /*
1365          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1366          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1367          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1368          */
1369         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1370                 lruvec->zone = zone;
1371         return lruvec;
1372 }
1373
1374 /**
1375  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1376  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1377  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1378  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1379  *
1380  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1381  * lru list.
1382  */
1383 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1384                                 int nr_pages)
1385 {
1386         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1387         unsigned long *lru_size;
1388
1389         if (mem_cgroup_disabled())
1390                 return;
1391
1392         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1393         lru_size = mz->lru_size + lru;
1394         *lru_size += nr_pages;
1395         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1396 }
1397
1398 /*
1399  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1400  * hierarchy subtree
1401  */
1402 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1403                                   struct mem_cgroup *memcg)
1404 {
1405         if (root_memcg == memcg)
1406                 return true;
1407         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1408                 return false;
1409         return css_is_ancestor(&memcg->css, &root_memcg->css);
1410 }
1411
1412 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1413                                        struct mem_cgroup *memcg)
1414 {
1415         bool ret;
1416
1417         rcu_read_lock();
1418         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1419         rcu_read_unlock();
1420         return ret;
1421 }
1422
1423 int task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, const struct mem_cgroup *memcg)
1424 {
1425         int ret;
1426         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1427         struct task_struct *p;
1428
1429         p = find_lock_task_mm(task);
1430         if (p) {
1431                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1432                 task_unlock(p);
1433         } else {
1434                 /*
1435                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1436                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1437                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1438                  */
1439                 task_lock(task);
1440                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1441                 if (curr)
1442                         css_get(&curr->css);
1443                 task_unlock(task);
1444         }
1445         if (!curr)
1446                 return 0;
1447         /*
1448          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1449          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1450          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1451          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1452          */
1453         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1454         css_put(&curr->css);
1455         return ret;
1456 }
1457
1458 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1459 {
1460         unsigned long inactive_ratio;
1461         unsigned long inactive;
1462         unsigned long active;
1463         unsigned long gb;
1464
1465         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1466         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1467
1468         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1469         if (gb)
1470                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1471         else
1472                 inactive_ratio = 1;
1473
1474         return inactive * inactive_ratio < active;
1475 }
1476
1477 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1478         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1479
1480 /**
1481  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1482  * @memcg: the memory cgroup
1483  *
1484  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1485  * pages.
1486  */
1487 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1488 {
1489         unsigned long long margin;
1490
1491         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1492         if (do_swap_account)
1493                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1494         return margin >> PAGE_SHIFT;
1495 }
1496
1497 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1498 {
1499         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
1500
1501         /* root ? */
1502         if (cgrp->parent == NULL)
1503                 return vm_swappiness;
1504
1505         return memcg->swappiness;
1506 }
1507
1508 /*
1509  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1510  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1511  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1512  * rcu_read_lock(), like this:
1513  *
1514  *         CPU-A                                    CPU-B
1515  *                                              rcu_read_lock()
1516  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1517  *                                                   take heavy locks.
1518  *         synchronize_rcu()                    update something.
1519  *                                              rcu_read_unlock()
1520  *         start move here.
1521  */
1522
1523 /* for quick checking without looking up memcg */
1524 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1525
1526 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1527 {
1528         atomic_inc(&memcg_moving);
1529         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1530         synchronize_rcu();
1531 }
1532
1533 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1534 {
1535         /*
1536          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1537          * We check NULL in callee rather than caller.
1538          */
1539         if (memcg) {
1540                 atomic_dec(&memcg_moving);
1541                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1542         }
1543 }
1544
1545 /*
1546  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1547  *
1548  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1549  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1550  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1551  *
1552  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1553  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1554  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1555  */
1556
1557 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1558 {
1559         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1560         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1561 }
1562
1563 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1564 {
1565         struct mem_cgroup *from;
1566         struct mem_cgroup *to;
1567         bool ret = false;
1568         /*
1569          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1570          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1571          */
1572         spin_lock(&mc.lock);
1573         from = mc.from;
1574         to = mc.to;
1575         if (!from)
1576                 goto unlock;
1577
1578         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1579                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1580 unlock:
1581         spin_unlock(&mc.lock);
1582         return ret;
1583 }
1584
1585 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1586 {
1587         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1588                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1589                         DEFINE_WAIT(wait);
1590                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1591                         /* moving charge context might have finished. */
1592                         if (mc.moving_task)
1593                                 schedule();
1594                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1595                         return true;
1596                 }
1597         }
1598         return false;
1599 }
1600
1601 /*
1602  * Take this lock when
1603  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1604  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1605  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1606  */
1607 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1608                                   unsigned long *flags)
1609 {
1610         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1611 }
1612
1613 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1614                                 unsigned long *flags)
1615 {
1616         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1617 }
1618
1619 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1620 /**
1621  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1622  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1623  * @p: Task that is going to be killed
1624  *
1625  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1626  * enabled
1627  */
1628 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1629 {
1630         struct cgroup *task_cgrp;
1631         struct cgroup *mem_cgrp;
1632         /*
1633          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1634          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1635          * If this assumption is broken, revisit this code.
1636          */
1637         static char memcg_name[PATH_MAX];
1638         int ret;
1639         struct mem_cgroup *iter;
1640         unsigned int i;
1641
1642         if (!p)
1643                 return;
1644
1645         rcu_read_lock();
1646
1647         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1648         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1649
1650         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1651         if (ret < 0) {
1652                 /*
1653                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1654                  * But we'll still print out the usage information
1655                  */
1656                 rcu_read_unlock();
1657                 goto done;
1658         }
1659         rcu_read_unlock();
1660
1661         pr_info("Task in %s killed", memcg_name);
1662
1663         rcu_read_lock();
1664         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1665         if (ret < 0) {
1666                 rcu_read_unlock();
1667                 goto done;
1668         }
1669         rcu_read_unlock();
1670
1671         /*
1672          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1673          */
1674         pr_cont(" as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1675 done:
1676
1677         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1678                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1679                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1680                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1681         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1682                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1683                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1684                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1685         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1686                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) >> 10,
1687                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_LIMIT) >> 10,
1688                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_FAILCNT));
1689
1690         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1691                 pr_info("Memory cgroup stats");
1692
1693                 rcu_read_lock();
1694                 ret = cgroup_path(iter->css.cgroup, memcg_name, PATH_MAX);
1695                 if (!ret)
1696                         pr_cont(" for %s", memcg_name);
1697                 rcu_read_unlock();
1698                 pr_cont(":");
1699
1700                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1701                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1702                                 continue;
1703                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1704                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1705                 }
1706
1707                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1708                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1709                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1710
1711                 pr_cont("\n");
1712         }
1713 }
1714
1715 /*
1716  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1717  * 1(self count) if no children.
1718  */
1719 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1720 {
1721         int num = 0;
1722         struct mem_cgroup *iter;
1723
1724         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1725                 num++;
1726         return num;
1727 }
1728
1729 /*
1730  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1731  */
1732 static u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1733 {
1734         u64 limit;
1735
1736         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1737
1738         /*
1739          * Do not consider swap space if we cannot swap due to swappiness
1740          */
1741         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1742                 u64 memsw;
1743
1744                 limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1745                 memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1746
1747                 /*
1748                  * If memsw is finite and limits the amount of swap space
1749                  * available to this memcg, return that limit.
1750                  */
1751                 limit = min(limit, memsw);
1752         }
1753
1754         return limit;
1755 }
1756
1757 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1758                                      int order)
1759 {
1760         struct mem_cgroup *iter;
1761         unsigned long chosen_points = 0;
1762         unsigned long totalpages;
1763         unsigned int points = 0;
1764         struct task_struct *chosen = NULL;
1765
1766         /*
1767          * If current has a pending SIGKILL, then automatically select it.  The
1768          * goal is to allow it to allocate so that it may quickly exit and free
1769          * its memory.
1770          */
1771         if (fatal_signal_pending(current)) {
1772                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1773                 return;
1774         }
1775
1776         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1777         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) >> PAGE_SHIFT ? : 1;
1778         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1779                 struct cgroup *cgroup = iter->css.cgroup;
1780                 struct cgroup_iter it;
1781                 struct task_struct *task;
1782
1783                 cgroup_iter_start(cgroup, &it);
1784                 while ((task = cgroup_iter_next(cgroup, &it))) {
1785                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1786                                                         false)) {
1787                         case OOM_SCAN_SELECT:
1788                                 if (chosen)
1789                                         put_task_struct(chosen);
1790                                 chosen = task;
1791                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1792                                 get_task_struct(chosen);
1793                                 /* fall through */
1794                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1795                                 continue;
1796                         case OOM_SCAN_ABORT:
1797                                 cgroup_iter_end(cgroup, &it);
1798                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1799                                 if (chosen)
1800                                         put_task_struct(chosen);
1801                                 return;
1802                         case OOM_SCAN_OK:
1803                                 break;
1804                         };
1805                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1806                         if (points > chosen_points) {
1807                                 if (chosen)
1808                                         put_task_struct(chosen);
1809                                 chosen = task;
1810                                 chosen_points = points;
1811                                 get_task_struct(chosen);
1812                         }
1813                 }
1814                 cgroup_iter_end(cgroup, &it);
1815         }
1816
1817         if (!chosen)
1818                 return;
1819         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1820         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1821                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1822 }
1823
1824 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1825                                         gfp_t gfp_mask,
1826                                         unsigned long flags)
1827 {
1828         unsigned long total = 0;
1829         bool noswap = false;
1830         int loop;
1831
1832         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1833                 noswap = true;
1834         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1835                 noswap = true;
1836
1837         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1838                 if (loop)
1839                         drain_all_stock_async(memcg);
1840                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1841                 /*
1842                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1843                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1844                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1845                  */
1846                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1847                         break;
1848                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1849                         break;
1850                 /*
1851                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1852                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1853                  */
1854                 if (loop && !total)
1855                         break;
1856         }
1857         return total;
1858 }
1859
1860 /**
1861  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1862  * @memcg: the target memcg
1863  * @nid: the node ID to be checked.
1864  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1865  *
1866  * This function returns whether the specified memcg contains any
1867  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1868  * pages in the node.
1869  */
1870 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1871                 int nid, bool noswap)
1872 {
1873         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1874                 return true;
1875         if (noswap || !total_swap_pages)
1876                 return false;
1877         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1878                 return true;
1879         return false;
1880
1881 }
1882 #if MAX_NUMNODES > 1
1883
1884 /*
1885  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1886  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1887  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1888  *
1889  */
1890 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1891 {
1892         int nid;
1893         /*
1894          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1895          * pagein/pageout changes since the last update.
1896          */
1897         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1898                 return;
1899         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1900                 return;
1901
1902         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1903         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1904
1905         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1906
1907                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1908                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1909         }
1910
1911         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1912         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1913 }
1914
1915 /*
1916  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1917  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1918  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1919  *
1920  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1921  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1922  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1923  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1924  *
1925  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1926  */
1927 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1928 {
1929         int node;
1930
1931         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1932         node = memcg->last_scanned_node;
1933
1934         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1935         if (node == MAX_NUMNODES)
1936                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1937         /*
1938          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1939          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1940          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1941          * we use curret node.
1942          */
1943         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1944                 node = numa_node_id();
1945
1946         memcg->last_scanned_node = node;
1947         return node;
1948 }
1949
1950 /*
1951  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1952  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1953  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1954  * enough new information. We need to do double check.
1955  */
1956 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1957 {
1958         int nid;
1959
1960         /*
1961          * quick check...making use of scan_node.
1962          * We can skip unused nodes.
1963          */
1964         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1965                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1966                      nid < MAX_NUMNODES;
1967                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1968
1969                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1970                                 return true;
1971                 }
1972         }
1973         /*
1974          * Check rest of nodes.
1975          */
1976         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
1977                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1978                         continue;
1979                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1980                         return true;
1981         }
1982         return false;
1983 }
1984
1985 #else
1986 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1987 {
1988         return 0;
1989 }
1990
1991 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1992 {
1993         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
1994 }
1995 #endif
1996
1997 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1998                                    struct zone *zone,
1999                                    gfp_t gfp_mask,
2000                                    unsigned long *total_scanned)
2001 {
2002         struct mem_cgroup *victim = NULL;
2003         int total = 0;
2004         int loop = 0;
2005         unsigned long excess;
2006         unsigned long nr_scanned;
2007         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
2008                 .zone = zone,
2009                 .priority = 0,
2010         };
2011
2012         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
2013
2014         while (1) {
2015                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
2016                 if (!victim) {
2017                         loop++;
2018                         if (loop >= 2) {
2019                                 /*
2020                                  * If we have not been able to reclaim
2021                                  * anything, it might because there are
2022                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
2023                                  */
2024                                 if (!total)
2025                                         break;
2026                                 /*
2027                                  * We want to do more targeted reclaim.
2028                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
2029                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
2030                                  * coming back to reclaim from this cgroup
2031                                  */
2032                                 if (total >= (excess >> 2) ||
2033                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
2034                                         break;
2035                         }
2036                         continue;
2037                 }
2038                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
2039                         continue;
2040                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
2041                                                      zone, &nr_scanned);
2042                 *total_scanned += nr_scanned;
2043                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
2044                         break;
2045         }
2046         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
2047         return total;
2048 }
2049
2050 /*
2051  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
2052  * If someone is running, return false.
2053  * Has to be called with memcg_oom_lock
2054  */
2055 static bool mem_cgroup_oom_lock(struct mem_cgroup *memcg)
2056 {
2057         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
2058
2059         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2060                 if (iter->oom_lock) {
2061                         /*
2062                          * this subtree of our hierarchy is already locked
2063                          * so we cannot give a lock.
2064                          */
2065                         failed = iter;
2066                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2067                         break;
2068                 } else
2069                         iter->oom_lock = true;
2070         }
2071
2072         if (!failed)
2073                 return true;
2074
2075         /*
2076          * OK, we failed to lock the whole subtree so we have to clean up
2077          * what we set up to the failing subtree
2078          */
2079         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2080                 if (iter == failed) {
2081                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2082                         break;
2083                 }
2084                 iter->oom_lock = false;
2085         }
2086         return false;
2087 }
2088
2089 /*
2090  * Has to be called with memcg_oom_lock
2091  */
2092 static int mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
2093 {
2094         struct mem_cgroup *iter;
2095
2096         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2097                 iter->oom_lock = false;
2098         return 0;
2099 }
2100
2101 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2102 {
2103         struct mem_cgroup *iter;
2104
2105         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2106                 atomic_inc(&iter->under_oom);
2107 }
2108
2109 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2110 {
2111         struct mem_cgroup *iter;
2112
2113         /*
2114          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
2115          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
2116          * atomic_add_unless() here.
2117          */
2118         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2119                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
2120 }
2121
2122 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
2123 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
2124
2125 struct oom_wait_info {
2126         struct mem_cgroup *memcg;
2127         wait_queue_t    wait;
2128 };
2129
2130 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
2131         unsigned mode, int sync, void *arg)
2132 {
2133         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
2134         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
2135         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
2136
2137         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
2138         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
2139
2140         /*
2141          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
2142          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
2143          */
2144         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
2145                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
2146                 return 0;
2147         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
2148 }
2149
2150 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2151 {
2152         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
2153         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
2154 }
2155
2156 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
2157 {
2158         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
2159                 memcg_wakeup_oom(memcg);
2160 }
2161
2162 /*
2163  * try to call OOM killer. returns false if we should exit memory-reclaim loop.
2164  */
2165 static bool mem_cgroup_handle_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask,
2166                                   int order)
2167 {
2168         struct oom_wait_info owait;
2169         bool locked, need_to_kill;
2170
2171         owait.memcg = memcg;
2172         owait.wait.flags = 0;
2173         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2174         owait.wait.private = current;
2175         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
2176         need_to_kill = true;
2177         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2178
2179         /* At first, try to OOM lock hierarchy under memcg.*/
2180         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2181         locked = mem_cgroup_oom_lock(memcg);
2182         /*
2183          * Even if signal_pending(), we can't quit charge() loop without
2184          * accounting. So, UNINTERRUPTIBLE is appropriate. But SIGKILL
2185          * under OOM is always welcomed, use TASK_KILLABLE here.
2186          */
2187         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2188         if (!locked || memcg->oom_kill_disable)
2189                 need_to_kill = false;
2190         if (locked)
2191                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2192         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2193
2194         if (need_to_kill) {
2195                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2196                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order);
2197         } else {
2198                 schedule();
2199                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2200         }
2201         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2202         if (locked)
2203                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2204         memcg_wakeup_oom(memcg);
2205         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2206
2207         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2208
2209         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
2210                 return false;
2211         /* Give chance to dying process */
2212         schedule_timeout_uninterruptible(1);
2213         return true;
2214 }
2215
2216 /*
2217  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
2218  * generalized to update other statistics as well.
2219  *
2220  * Notes: Race condition
2221  *
2222  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
2223  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
2224  * to do so _always_.
2225  *
2226  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
2227  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
2228  * are no race with "charge".
2229  *
2230  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
2231  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
2232  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
2233  * by flags.
2234  *
2235  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
2236  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
2237  * If there is, we take a lock.
2238  */
2239
2240 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
2241                                 bool *locked, unsigned long *flags)
2242 {
2243         struct mem_cgroup *memcg;
2244         struct page_cgroup *pc;
2245
2246         pc = lookup_page_cgroup(page);
2247 again:
2248         memcg = pc->mem_cgroup;
2249         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2250                 return;
2251         /*
2252          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
2253          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
2254          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
2255          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
2256          */
2257         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
2258                 return;
2259
2260         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2261         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2262                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2263                 goto again;
2264         }
2265         *locked = true;
2266 }
2267
2268 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
2269 {
2270         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2271
2272         /*
2273          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
2274          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
2275          * should take move_lock_mem_cgroup().
2276          */
2277         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
2278 }
2279
2280 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
2281                                  enum mem_cgroup_page_stat_item idx, int val)
2282 {
2283         struct mem_cgroup *memcg;
2284         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2285         unsigned long uninitialized_var(flags);
2286
2287         if (mem_cgroup_disabled())
2288                 return;
2289
2290         memcg = pc->mem_cgroup;
2291         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2292                 return;
2293
2294         switch (idx) {
2295         case MEMCG_NR_FILE_MAPPED:
2296                 idx = MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED;
2297                 break;
2298         default:
2299                 BUG();
2300         }
2301
2302         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2303 }
2304
2305 /*
2306  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2307  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2308  */
2309 #define CHARGE_BATCH    32U
2310 struct memcg_stock_pcp {
2311         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2312         unsigned int nr_pages;
2313         struct work_struct work;
2314         unsigned long flags;
2315 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2316 };
2317 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2318 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2319
2320 /**
2321  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2322  * @memcg: memcg to consume from.
2323  * @nr_pages: how many pages to charge.
2324  *
2325  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2326  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2327  * service an allocation will refill the stock.
2328  *
2329  * returns true if successful, false otherwise.
2330  */
2331 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2332 {
2333         struct memcg_stock_pcp *stock;
2334         bool ret = true;
2335
2336         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2337                 return false;
2338
2339         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2340         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages)
2341                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2342         else /* need to call res_counter_charge */
2343                 ret = false;
2344         put_cpu_var(memcg_stock);
2345         return ret;
2346 }
2347
2348 /*
2349  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2350  */
2351 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2352 {
2353         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2354
2355         if (stock->nr_pages) {
2356                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2357
2358                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2359                 if (do_swap_account)
2360                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2361                 stock->nr_pages = 0;
2362         }
2363         stock->cached = NULL;
2364 }
2365
2366 /*
2367  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2368  * a thread which is pinned to local cpu.
2369  */
2370 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2371 {
2372         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2373         drain_stock(stock);
2374         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2375 }
2376
2377 static void __init memcg_stock_init(void)
2378 {
2379         int cpu;
2380
2381         for_each_possible_cpu(cpu) {
2382                 struct memcg_stock_pcp *stock =
2383                                         &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2384                 INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
2385         }
2386 }
2387
2388 /*
2389  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2390  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2391  */
2392 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2393 {
2394         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2395
2396         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2397                 drain_stock(stock);
2398                 stock->cached = memcg;
2399         }
2400         stock->nr_pages += nr_pages;
2401         put_cpu_var(memcg_stock);
2402 }
2403
2404 /*
2405  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2406  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2407  * until the work is done.
2408  */
2409 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2410 {
2411         int cpu, curcpu;
2412
2413         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2414         get_online_cpus();
2415         curcpu = get_cpu();
2416         for_each_online_cpu(cpu) {
2417                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2418                 struct mem_cgroup *memcg;
2419
2420                 memcg = stock->cached;
2421                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2422                         continue;
2423                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2424                         continue;
2425                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2426                         if (cpu == curcpu)
2427                                 drain_local_stock(&stock->work);
2428                         else
2429                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2430                 }
2431         }
2432         put_cpu();
2433
2434         if (!sync)
2435                 goto out;
2436
2437         for_each_online_cpu(cpu) {
2438                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2439                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2440                         flush_work(&stock->work);
2441         }
2442 out:
2443         put_online_cpus();
2444 }
2445
2446 /*
2447  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2448  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2449  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2450  * it.
2451  */
2452 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2453 {
2454         /*
2455          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2456          */
2457         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2458                 return;
2459         drain_all_stock(root_memcg, false);
2460         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2461 }
2462
2463 /* This is a synchronous drain interface. */
2464 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2465 {
2466         /* called when force_empty is called */
2467         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2468         drain_all_stock(root_memcg, true);
2469         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2470 }
2471
2472 /*
2473  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2474  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2475  */
2476 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2477 {
2478         int i;
2479
2480         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2481         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2482                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2483
2484                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2485                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2486         }
2487         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2488                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2489
2490                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2491                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2492         }
2493         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2494 }
2495
2496 static int __cpuinit memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2497                                         unsigned long action,
2498                                         void *hcpu)
2499 {
2500         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2501         struct memcg_stock_pcp *stock;
2502         struct mem_cgroup *iter;
2503
2504         if (action == CPU_ONLINE)
2505                 return NOTIFY_OK;
2506
2507         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2508                 return NOTIFY_OK;
2509
2510         for_each_mem_cgroup(iter)
2511                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2512
2513         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2514         drain_stock(stock);
2515         return NOTIFY_OK;
2516 }
2517
2518
2519 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2520 enum {
2521         CHARGE_OK,              /* success */
2522         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2523         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2524         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2525         CHARGE_OOM_DIE,         /* the current is killed because of OOM */
2526 };
2527
2528 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2529                                 unsigned int nr_pages, unsigned int min_pages,
2530                                 bool oom_check)
2531 {
2532         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2533         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2534         struct res_counter *fail_res;
2535         unsigned long flags = 0;
2536         int ret;
2537
2538         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2539
2540         if (likely(!ret)) {
2541                 if (!do_swap_account)
2542                         return CHARGE_OK;
2543                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2544                 if (likely(!ret))
2545                         return CHARGE_OK;
2546
2547                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2548                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2549                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2550         } else
2551                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2552         /*
2553          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2554          * single page instead.
2555          */
2556         if (nr_pages > min_pages)
2557                 return CHARGE_RETRY;
2558
2559         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2560                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2561
2562         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2563                 return CHARGE_NOMEM;
2564
2565         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2566         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2567                 return CHARGE_RETRY;
2568         /*
2569          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2570          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2571          * before killing the task.
2572          *
2573          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2574          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2575          * to regular pages anyway in case of failure.
2576          */
2577         if (nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) && ret)
2578                 return CHARGE_RETRY;
2579
2580         /*
2581          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2582          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2583          */
2584         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2585                 return CHARGE_RETRY;
2586
2587         /* If we don't need to call oom-killer at el, return immediately */
2588         if (!oom_check)
2589                 return CHARGE_NOMEM;
2590         /* check OOM */
2591         if (!mem_cgroup_handle_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize)))
2592                 return CHARGE_OOM_DIE;
2593
2594         return CHARGE_RETRY;
2595 }
2596
2597 /*
2598  * __mem_cgroup_try_charge() does
2599  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2600  * 2. update res_counter
2601  * 3. call memory reclaim if necessary.
2602  *
2603  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2604  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2605  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2606  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2607  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2608  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2609  *
2610  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2611  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2612  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2613  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2614  *
2615  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2616  * the oom-killer can be invoked.
2617  */
2618 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2619                                    gfp_t gfp_mask,
2620                                    unsigned int nr_pages,
2621                                    struct mem_cgroup **ptr,
2622                                    bool oom)
2623 {
2624         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2625         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2626         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2627         int ret;
2628
2629         /*
2630          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2631          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2632          * MEMDIE process.
2633          */
2634         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2635                      || fatal_signal_pending(current)))
2636                 goto bypass;
2637
2638         /*
2639          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2640          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2641          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2642          * set, if so charge the root memcg (happens for pagecache usage).
2643          */
2644         if (!*ptr && !mm)
2645                 *ptr = root_mem_cgroup;
2646 again:
2647         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2648                 memcg = *ptr;
2649                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2650                         goto done;
2651                 if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2652                         goto done;
2653                 css_get(&memcg->css);
2654         } else {
2655                 struct task_struct *p;
2656
2657                 rcu_read_lock();
2658                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2659                 /*
2660                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2661                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2662                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2663                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2664                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2665                  * small race, here.
2666                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2667                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2668                  */
2669                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2670                 if (!memcg)
2671                         memcg = root_mem_cgroup;
2672                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2673                         rcu_read_unlock();
2674                         goto done;
2675                 }
2676                 if (consume_stock(memcg, nr_pages)) {
2677                         /*
2678                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2679                          * But considering how consume_stok works, it's not
2680                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2681                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2682                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2683                          * calling consume_stock().
2684                          */
2685                         rcu_read_unlock();
2686                         goto done;
2687                 }
2688                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2689                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2690                         rcu_read_unlock();
2691                         goto again;
2692                 }
2693                 rcu_read_unlock();
2694         }
2695
2696         do {
2697                 bool oom_check;
2698
2699                 /* If killed, bypass charge */
2700                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2701                         css_put(&memcg->css);
2702                         goto bypass;
2703                 }
2704
2705                 oom_check = false;
2706                 if (oom && !nr_oom_retries) {
2707                         oom_check = true;
2708                         nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2709                 }
2710
2711                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch, nr_pages,
2712                     oom_check);
2713                 switch (ret) {
2714                 case CHARGE_OK:
2715                         break;
2716                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2717                         batch = nr_pages;
2718                         css_put(&memcg->css);
2719                         memcg = NULL;
2720                         goto again;
2721                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2722                         css_put(&memcg->css);
2723                         goto nomem;
2724                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2725                         if (!oom) {
2726                                 css_put(&memcg->css);
2727                                 goto nomem;
2728                         }
2729                         /* If oom, we never return -ENOMEM */
2730                         nr_oom_retries--;
2731                         break;
2732                 case CHARGE_OOM_DIE: /* Killed by OOM Killer */
2733                         css_put(&memcg->css);
2734                         goto bypass;
2735                 }
2736         } while (ret != CHARGE_OK);
2737
2738         if (batch > nr_pages)
2739                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2740         css_put(&memcg->css);
2741 done:
2742         *ptr = memcg;
2743         return 0;
2744 nomem:
2745         *ptr = NULL;
2746         return -ENOMEM;
2747 bypass:
2748         *ptr = root_mem_cgroup;
2749         return -EINTR;
2750 }
2751
2752 /*
2753  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2754  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2755  * gotten by try_charge().
2756  */
2757 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2758                                        unsigned int nr_pages)
2759 {
2760         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2761                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2762
2763                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2764                 if (do_swap_account)
2765                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2766         }
2767 }
2768
2769 /*
2770  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2771  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2772  */
2773 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2774                                         unsigned int nr_pages)
2775 {
2776         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2777
2778         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2779                 return;
2780
2781         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2782         if (do_swap_account)
2783                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2784                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2785 }
2786
2787 /*
2788  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2789  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling css_tryget if
2790  * the mem_cgroup is used for charging. (dropping refcnt from swap can be
2791  * called against removed memcg.)
2792  */
2793 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2794 {
2795         struct cgroup_subsys_state *css;
2796
2797         /* ID 0 is unused ID */
2798         if (!id)
2799                 return NULL;
2800         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2801         if (!css)
2802                 return NULL;
2803         return mem_cgroup_from_css(css);
2804 }
2805
2806 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2807 {
2808         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2809         struct page_cgroup *pc;
2810         unsigned short id;
2811         swp_entry_t ent;
2812
2813         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2814
2815         pc = lookup_page_cgroup(page);
2816         lock_page_cgroup(pc);
2817         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2818                 memcg = pc->mem_cgroup;
2819                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2820                         memcg = NULL;
2821         } else if (PageSwapCache(page)) {
2822                 ent.val = page_private(page);
2823                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2824                 rcu_read_lock();
2825                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2826                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2827                         memcg = NULL;
2828                 rcu_read_unlock();
2829         }
2830         unlock_page_cgroup(pc);
2831         return memcg;
2832 }
2833
2834 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2835                                        struct page *page,
2836                                        unsigned int nr_pages,
2837                                        enum charge_type ctype,
2838                                        bool lrucare)
2839 {
2840         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2841         struct zone *uninitialized_var(zone);
2842         struct lruvec *lruvec;
2843         bool was_on_lru = false;
2844         bool anon;
2845
2846         lock_page_cgroup(pc);
2847         VM_BUG_ON(PageCgroupUsed(pc));
2848         /*
2849          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2850          * accessed by any other context at this point.
2851          */
2852
2853         /*
2854          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2855          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2856          */
2857         if (lrucare) {
2858                 zone = page_zone(page);
2859                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2860                 if (PageLRU(page)) {
2861                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2862                         ClearPageLRU(page);
2863                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2864                         was_on_lru = true;
2865                 }
2866         }
2867
2868         pc->mem_cgroup = memcg;
2869         /*
2870          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2871          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2872          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2873          * before USED bit, we need memory barrier here.
2874          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2875          */
2876         smp_wmb();
2877         SetPageCgroupUsed(pc);
2878
2879         if (lrucare) {
2880                 if (was_on_lru) {
2881                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2882                         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2883                         SetPageLRU(page);
2884                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2885                 }
2886                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2887         }
2888
2889         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON)
2890                 anon = true;
2891         else
2892                 anon = false;
2893
2894         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, nr_pages);
2895         unlock_page_cgroup(pc);
2896
2897         /*
2898          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2899          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2900          * if they exceeds softlimit.
2901          */
2902         memcg_check_events(memcg, page);
2903 }
2904
2905 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
2906
2907 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2908 static inline bool memcg_can_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2909 {
2910         return !mem_cgroup_disabled() && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
2911                 (memcg->kmem_account_flags & KMEM_ACCOUNTED_MASK);
2912 }
2913
2914 /*
2915  * This is a bit cumbersome, but it is rarely used and avoids a backpointer
2916  * in the memcg_cache_params struct.
2917  */
2918 static struct kmem_cache *memcg_params_to_cache(struct memcg_cache_params *p)
2919 {
2920         struct kmem_cache *cachep;
2921
2922         VM_BUG_ON(p->is_root_cache);
2923         cachep = p->root_cache;
2924         return cachep->memcg_params->memcg_caches[memcg_cache_id(p->memcg)];
2925 }
2926
2927 #ifdef CONFIG_SLABINFO
2928 static int mem_cgroup_slabinfo_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
2929                                         struct seq_file *m)
2930 {
2931         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
2932         struct memcg_cache_params *params;
2933
2934         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
2935                 return -EIO;
2936
2937         print_slabinfo_header(m);
2938
2939         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
2940         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list)
2941                 cache_show(memcg_params_to_cache(params), m);
2942         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
2943
2944         return 0;
2945 }
2946 #endif
2947
2948 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp, u64 size)
2949 {
2950         struct res_counter *fail_res;
2951         struct mem_cgroup *_memcg;
2952         int ret = 0;
2953         bool may_oom;
2954
2955         ret = res_counter_charge(&memcg->kmem, size, &fail_res);
2956         if (ret)
2957                 return ret;
2958
2959         /*
2960          * Conditions under which we can wait for the oom_killer. Those are
2961          * the same conditions tested by the core page allocator
2962          */
2963         may_oom = (gfp & __GFP_FS) && !(gfp & __GFP_NORETRY);
2964
2965         _memcg = memcg;
2966         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp, size >> PAGE_SHIFT,
2967                                       &_memcg, may_oom);
2968
2969         if (ret == -EINTR)  {
2970                 /*
2971                  * __mem_cgroup_try_charge() chosed to bypass to root due to
2972                  * OOM kill or fatal signal.  Since our only options are to
2973                  * either fail the allocation or charge it to this cgroup, do
2974                  * it as a temporary condition. But we can't fail. From a
2975                  * kmem/slab perspective, the cache has already been selected,
2976                  * by mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
2977                  * our minds.
2978                  *
2979                  * This condition will only trigger if the task entered
2980                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed during
2981                  * __mem_cgroup_try_charge() above. Tasks that were already
2982                  * dying when the allocation triggers should have been already
2983                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
2984                  */
2985                 res_counter_charge_nofail(&memcg->res, size, &fail_res);
2986                 if (do_swap_account)
2987                         res_counter_charge_nofail(&memcg->memsw, size,
2988                                                   &fail_res);
2989                 ret = 0;
2990         } else if (ret)
2991                 res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size);
2992
2993         return ret;
2994 }
2995
2996 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, u64 size)
2997 {
2998         res_counter_uncharge(&memcg->res, size);
2999         if (do_swap_account)
3000                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, size);
3001
3002         /* Not down to 0 */
3003         if (res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size))
3004                 return;
3005
3006         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
3007                 mem_cgroup_put(memcg);
3008 }
3009
3010 void memcg_cache_list_add(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *cachep)
3011 {
3012         if (!memcg)
3013                 return;
3014
3015         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3016         list_add(&cachep->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
3017         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3018 }
3019
3020 /*
3021  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
3022  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
3023  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
3024  */
3025 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
3026 {
3027         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
3028 }
3029
3030 /*
3031  * This ends up being protected by the set_limit mutex, during normal
3032  * operation, because that is its main call site.
3033  *
3034  * But when we create a new cache, we can call this as well if its parent
3035  * is kmem-limited. That will have to hold set_limit_mutex as well.
3036  */
3037 int memcg_update_cache_sizes(struct mem_cgroup *memcg)
3038 {
3039         int num, ret;
3040
3041         num = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
3042                                 0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
3043         if (num < 0)
3044                 return num;
3045         /*
3046          * After this point, kmem_accounted (that we test atomically in
3047          * the beginning of this conditional), is no longer 0. This
3048          * guarantees only one process will set the following boolean
3049          * to true. We don't need test_and_set because we're protected
3050          * by the set_limit_mutex anyway.
3051          */
3052         memcg_kmem_set_activated(memcg);
3053
3054         ret = memcg_update_all_caches(num+1);
3055         if (ret) {
3056                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, num);
3057                 memcg_kmem_clear_activated(memcg);
3058                 return ret;
3059         }
3060
3061         memcg->kmemcg_id = num;
3062         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
3063         mutex_init(&memcg->slab_caches_mutex);
3064         return 0;
3065 }
3066
3067 static size_t memcg_caches_array_size(int num_groups)
3068 {
3069         ssize_t size;
3070         if (num_groups <= 0)
3071                 return 0;
3072
3073         size = 2 * num_groups;
3074         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
3075                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
3076         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
3077                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
3078
3079         return size;
3080 }
3081
3082 /*
3083  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
3084  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
3085  * calling this.
3086  */
3087 void memcg_update_array_size(int num)
3088 {
3089         if (num > memcg_limited_groups_array_size)
3090                 memcg_limited_groups_array_size = memcg_caches_array_size(num);
3091 }
3092
3093 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w);
3094
3095 int memcg_update_cache_size(struct kmem_cache *s, int num_groups)
3096 {
3097         struct memcg_cache_params *cur_params = s->memcg_params;
3098
3099         VM_BUG_ON(s->memcg_params && !s->memcg_params->is_root_cache);
3100
3101         if (num_groups > memcg_limited_groups_array_size) {
3102                 int i;
3103                 ssize_t size = memcg_caches_array_size(num_groups);
3104
3105                 size *= sizeof(void *);
3106                 size += sizeof(struct memcg_cache_params);
3107
3108                 s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3109                 if (!s->memcg_params) {
3110                         s->memcg_params = cur_params;
3111                         return -ENOMEM;
3112                 }
3113
3114                 INIT_WORK(&s->memcg_params->destroy,
3115                                 kmem_cache_destroy_work_func);
3116                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3117
3118                 /*
3119                  * There is the chance it will be bigger than
3120                  * memcg_limited_groups_array_size, if we failed an allocation
3121                  * in a cache, in which case all caches updated before it, will
3122                  * have a bigger array.
3123                  *
3124                  * But if that is the case, the data after
3125                  * memcg_limited_groups_array_size is certainly unused
3126                  */
3127                 for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3128                         if (!cur_params->memcg_caches[i])
3129                                 continue;
3130                         s->memcg_params->memcg_caches[i] =
3131                                                 cur_params->memcg_caches[i];
3132                 }
3133
3134                 /*
3135                  * Ideally, we would wait until all caches succeed, and only
3136                  * then free the old one. But this is not worth the extra
3137                  * pointer per-cache we'd have to have for this.
3138                  *
3139                  * It is not a big deal if some caches are left with a size
3140                  * bigger than the others. And all updates will reset this
3141                  * anyway.
3142                  */
3143                 kfree(cur_params);
3144         }
3145         return 0;
3146 }
3147
3148 int memcg_register_cache(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s,
3149                          struct kmem_cache *root_cache)
3150 {
3151         size_t size = sizeof(struct memcg_cache_params);
3152
3153         if (!memcg_kmem_enabled())
3154                 return 0;
3155
3156         if (!memcg)
3157                 size += memcg_limited_groups_array_size * sizeof(void *);
3158
3159         s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3160         if (!s->memcg_params)
3161                 return -ENOMEM;
3162
3163         INIT_WORK(&s->memcg_params->destroy,
3164                         kmem_cache_destroy_work_func);
3165         if (memcg) {
3166                 s->memcg_params->memcg = memcg;
3167                 s->memcg_params->root_cache = root_cache;
3168         } else
3169                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3170
3171         return 0;
3172 }
3173
3174 void memcg_release_cache(struct kmem_cache *s)
3175 {
3176         struct kmem_cache *root;
3177         struct mem_cgroup *memcg;
3178         int id;
3179
3180         /*
3181          * This happens, for instance, when a root cache goes away before we
3182          * add any memcg.
3183          */
3184         if (!s->memcg_params)
3185                 return;
3186
3187         if (s->memcg_params->is_root_cache)
3188                 goto out;
3189
3190         memcg = s->memcg_params->memcg;
3191         id  = memcg_cache_id(memcg);
3192
3193         root = s->memcg_params->root_cache;
3194         root->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
3195         mem_cgroup_put(memcg);
3196
3197         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3198         list_del(&s->memcg_params->list);
3199         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3200
3201 out:
3202         kfree(s->memcg_params);
3203 }
3204
3205 /*
3206  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
3207  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
3208  * enqueing new caches to be created.
3209  *
3210  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
3211  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
3212  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
3213  * objects during debug.
3214  *
3215  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
3216  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
3217  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
3218  * cache again, failing at the same point.
3219  *
3220  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
3221  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
3222  * inside the following two functions.
3223  */
3224 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
3225 {
3226         VM_BUG_ON(!current->mm);
3227         current->memcg_kmem_skip_account++;
3228 }
3229
3230 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
3231 {
3232         VM_BUG_ON(!current->mm);
3233         current->memcg_kmem_skip_account--;
3234 }
3235
3236 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w)
3237 {
3238         struct kmem_cache *cachep;
3239         struct memcg_cache_params *p;
3240
3241         p = container_of(w, struct memcg_cache_params, destroy);
3242
3243         cachep = memcg_params_to_cache(p);
3244
3245         /*
3246          * If we get down to 0 after shrink, we could delete right away.
3247          * However, memcg_release_pages() already puts us back in the workqueue
3248          * in that case. If we proceed deleting, we'll get a dangling
3249          * reference, and removing the object from the workqueue in that case
3250          * is unnecessary complication. We are not a fast path.
3251          *
3252          * Note that this case is fundamentally different from racing with
3253          * shrink_slab(): if memcg_cgroup_destroy_cache() is called in
3254          * kmem_cache_shrink, not only we would be reinserting a dead cache
3255          * into the queue, but doing so from inside the worker racing to
3256          * destroy it.
3257          *
3258          * So if we aren't down to zero, we'll just schedule a worker and try
3259          * again
3260          */
3261         if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) != 0) {
3262                 kmem_cache_shrink(cachep);
3263                 if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) == 0)
3264                         return;
3265         } else
3266                 kmem_cache_destroy(cachep);
3267 }
3268
3269 void mem_cgroup_destroy_cache(struct kmem_cache *cachep)
3270 {
3271         if (!cachep->memcg_params->dead)
3272                 return;
3273
3274         /*
3275          * There are many ways in which we can get here.
3276          *
3277          * We can get to a memory-pressure situation while the delayed work is
3278          * still pending to run. The vmscan shrinkers can then release all
3279          * cache memory and get us to destruction. If this is the case, we'll
3280          * be executed twice, which is a bug (the second time will execute over
3281          * bogus data). In this case, cancelling the work should be fine.
3282          *
3283          * But we can also get here from the worker itself, if
3284          * kmem_cache_shrink is enough to shake all the remaining objects and
3285          * get the page count to 0. In this case, we'll deadlock if we try to
3286          * cancel the work (the worker runs with an internal lock held, which
3287          * is the same lock we would hold for cancel_work_sync().)
3288          *
3289          * Since we can't possibly know who got us here, just refrain from
3290          * running if there is already work pending
3291          */
3292         if (work_pending(&cachep->memcg_params->destroy))
3293                 return;
3294         /*
3295          * We have to defer the actual destroying to a workqueue, because
3296          * we might currently be in a context that cannot sleep.
3297          */
3298         schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3299 }
3300
3301 static char *memcg_cache_name(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s)
3302 {
3303         char *name;
3304         struct dentry *dentry;
3305
3306         rcu_read_lock();
3307         dentry = rcu_dereference(memcg->css.cgroup->dentry);
3308         rcu_read_unlock();
3309
3310         BUG_ON(dentry == NULL);
3311
3312         name = kasprintf(GFP_KERNEL, "%s(%d:%s)", s->name,
3313                          memcg_cache_id(memcg), dentry->d_name.name);
3314
3315         return name;
3316 }
3317
3318 static struct kmem_cache *kmem_cache_dup(struct mem_cgroup *memcg,
3319                                          struct kmem_cache *s)
3320 {
3321         char *name;
3322         struct kmem_cache *new;
3323
3324         name = memcg_cache_name(memcg, s);
3325         if (!name)
3326                 return NULL;
3327
3328         new = kmem_cache_create_memcg(memcg, name, s->object_size, s->align,
3329                                       (s->flags & ~SLAB_PANIC), s->ctor, s);
3330
3331         if (new)
3332                 new->allocflags |= __GFP_KMEMCG;
3333
3334         kfree(name);
3335         return new;
3336 }
3337
3338 /*
3339  * This lock protects updaters, not readers. We want readers to be as fast as
3340  * they can, and they will either see NULL or a valid cache value. Our model
3341  * allow them to see NULL, in which case the root memcg will be selected.
3342  *
3343  * We need this lock because multiple allocations to the same cache from a non
3344  * will span more than one worker. Only one of them can create the cache.
3345  */
3346 static DEFINE_MUTEX(memcg_cache_mutex);
3347 static struct kmem_cache *memcg_create_kmem_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3348                                                   struct kmem_cache *cachep)
3349 {
3350         struct kmem_cache *new_cachep;
3351         int idx;
3352
3353         BUG_ON(!memcg_can_account_kmem(memcg));
3354
3355         idx = memcg_cache_id(memcg);
3356
3357         mutex_lock(&memcg_cache_mutex);
3358         new_cachep = cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3359         if (new_cachep)
3360                 goto out;
3361
3362         new_cachep = kmem_cache_dup(memcg, cachep);
3363         if (new_cachep == NULL) {
3364                 new_cachep = cachep;
3365                 goto out;
3366         }
3367
3368         mem_cgroup_get(memcg);
3369         atomic_set(&new_cachep->memcg_params->nr_pages , 0);
3370
3371         cachep->memcg_params->memcg_caches[idx] = new_cachep;
3372         /*
3373          * the readers won't lock, make sure everybody sees the updated value,
3374          * so they won't put stuff in the queue again for no reason
3375          */
3376         wmb();
3377 out:
3378         mutex_unlock(&memcg_cache_mutex);
3379         return new_cachep;
3380 }
3381
3382 void kmem_cache_destroy_memcg_children(struct kmem_cache *s)
3383 {
3384         struct kmem_cache *c;
3385         int i;
3386
3387         if (!s->memcg_params)
3388                 return;
3389         if (!s->memcg_params->is_root_cache)
3390                 return;
3391
3392         /*
3393          * If the cache is being destroyed, we trust that there is no one else
3394          * requesting objects from it. Even if there are, the sanity checks in
3395          * kmem_cache_destroy should caught this ill-case.
3396          *
3397          * Still, we don't want anyone else freeing memcg_caches under our
3398          * noses, which can happen if a new memcg comes to life. As usual,
3399          * we'll take the set_limit_mutex to protect ourselves against this.
3400          */
3401         mutex_lock(&set_limit_mutex);
3402         for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3403                 c = s->memcg_params->memcg_caches[i];
3404                 if (!c)
3405                         continue;
3406
3407                 /*
3408                  * We will now manually delete the caches, so to avoid races
3409                  * we need to cancel all pending destruction workers and
3410                  * proceed with destruction ourselves.
3411                  *
3412                  * kmem_cache_destroy() will call kmem_cache_shrink internally,
3413                  * and that could spawn the workers again: it is likely that
3414                  * the cache still have active pages until this very moment.
3415                  * This would lead us back to mem_cgroup_destroy_cache.
3416                  *
3417                  * But that will not execute at all if the "dead" flag is not
3418                  * set, so flip it down to guarantee we are in control.
3419                  */
3420                 c->memcg_params->dead = false;
3421                 cancel_work_sync(&c->memcg_params->destroy);
3422                 kmem_cache_destroy(c);
3423         }
3424         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3425 }
3426
3427 struct create_work {
3428         struct mem_cgroup *memcg;
3429         struct kmem_cache *cachep;
3430         struct work_struct work;
3431 };
3432
3433 static void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3434 {
3435         struct kmem_cache *cachep;
3436         struct memcg_cache_params *params;
3437
3438         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3439                 return;
3440
3441         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3442         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list) {
3443                 cachep = memcg_params_to_cache(params);
3444                 cachep->memcg_params->dead = true;
3445                 schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3446         }
3447         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3448 }
3449
3450 static void memcg_create_cache_work_func(struct work_struct *w)
3451 {
3452         struct create_work *cw;
3453
3454         cw = container_of(w, struct create_work, work);
3455         memcg_create_kmem_cache(cw->memcg, cw->cachep);
3456         /* Drop the reference gotten when we enqueued. */
3457         css_put(&cw->memcg->css);
3458         kfree(cw);
3459 }
3460
3461 /*
3462  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
3463  * Called with rcu_read_lock.
3464  */
3465 static void __memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3466                                          struct kmem_cache *cachep)
3467 {
3468         struct create_work *cw;
3469
3470         cw = kmalloc(sizeof(struct create_work), GFP_NOWAIT);
3471         if (cw == NULL)
3472                 return;
3473
3474         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
3475         if (!css_tryget(&memcg->css)) {
3476                 kfree(cw);
3477                 return;
3478         }
3479
3480         cw->memcg = memcg;
3481         cw->cachep = cachep;
3482
3483         INIT_WORK(&cw->work, memcg_create_cache_work_func);
3484         schedule_work(&cw->work);
3485 }
3486
3487 static void memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3488                                        struct kmem_cache *cachep)
3489 {
3490         /*
3491          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
3492          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
3493          * in __memcg_create_cache_enqueue will recurse.
3494          *
3495          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
3496          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
3497          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
3498          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
3499          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
3500          */
3501         memcg_stop_kmem_account();
3502         __memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3503         memcg_resume_kmem_account();
3504 }
3505 /*
3506  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
3507  * We try to use the current memcg's version of the cache.
3508  *
3509  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
3510  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
3511  * in a workqueue.
3512  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
3513  * the original cache.
3514  *
3515  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
3516  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
3517  */
3518 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
3519                                           gfp_t gfp)
3520 {
3521         struct mem_cgroup *memcg;
3522         int idx;
3523
3524         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
3525         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
3526
3527         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3528                 return cachep;
3529
3530         rcu_read_lock();
3531         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
3532         rcu_read_unlock();
3533
3534         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
3535                 return cachep;
3536
3537         idx = memcg_cache_id(memcg);
3538
3539         /*
3540          * barrier to mare sure we're always seeing the up to date value.  The
3541          * code updating memcg_caches will issue a write barrier to match this.
3542          */
3543         read_barrier_depends();
3544         if (unlikely(cachep->memcg_params->memcg_caches[idx] == NULL)) {
3545                 /*
3546                  * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
3547                  * context), we could be be predictable and return right away.
3548                  * This would guarantee that the allocation being performed
3549                  * already belongs in the new cache.
3550                  *
3551                  * However, there are some clashes that can arrive from locking.
3552                  * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
3553                  * kmem_cache_dup, this means no further allocation could happen
3554                  * with the slab_mutex held.
3555                  *
3556                  * Also, because cache creation issue get_online_cpus(), this
3557                  * creates a lock chain: memcg_slab_mutex -> cpu_hotplug_mutex,
3558                  * that ends up reversed during cpu hotplug. (cpuset allocates
3559                  * a bunch of GFP_KERNEL memory during cpuup). Due to all that,
3560                  * better to defer everything.
3561                  */
3562                 memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3563                 return cachep;
3564         }
3565
3566         return cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3567 }
3568 EXPORT_SYMBOL(__memcg_kmem_get_cache);
3569
3570 /*
3571  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
3572  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
3573  * need a further commit step to do the final arrangements.
3574  *
3575  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
3576  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
3577  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
3578  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
3579  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
3580  * the compiled-out case as well.
3581  *
3582  * Returning true means the allocation is possible.
3583  */
3584 bool
3585 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
3586 {
3587         struct mem_cgroup *memcg;
3588         int ret;
3589
3590         *_memcg = NULL;
3591         memcg = try_get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
3592
3593         /*
3594          * very rare case described in mem_cgroup_from_task. Unfortunately there
3595          * isn't much we can do without complicating this too much, and it would
3596          * be gfp-dependent anyway. Just let it go
3597          */
3598         if (unlikely(!memcg))
3599                 return true;
3600
3601         if (!memcg_can_account_kmem(memcg)) {
3602                 css_put(&memcg->css);
3603                 return true;
3604         }
3605
3606         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, PAGE_SIZE << order);
3607         if (!ret)
3608                 *_memcg = memcg;
3609
3610         css_put(&memcg->css);
3611         return (ret == 0);
3612 }
3613
3614 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3615                               int order)
3616 {
3617         struct page_cgroup *pc;
3618
3619         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3620
3621         /* The page allocation failed. Revert */
3622         if (!page) {
3623                 memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3624                 return;
3625         }
3626
3627         pc = lookup_page_cgroup(page);
3628         lock_page_cgroup(pc);
3629         pc->mem_cgroup = memcg;
3630         SetPageCgroupUsed(pc);
3631         unlock_page_cgroup(pc);
3632 }
3633
3634 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
3635 {
3636         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3637         struct page_cgroup *pc;
3638
3639
3640         pc = lookup_page_cgroup(page);
3641         /*
3642          * Fast unlocked return. Theoretically might have changed, have to
3643          * check again after locking.
3644          */
3645         if (!PageCgroupUsed(pc))
3646                 return;
3647
3648         lock_page_cgroup(pc);
3649         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3650                 memcg = pc->mem_cgroup;
3651                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3652         }
3653         unlock_page_cgroup(pc);
3654
3655         /*
3656          * We trust that only if there is a memcg associated with the page, it
3657          * is a valid allocation
3658          */
3659         if (!memcg)
3660                 return;
3661
3662         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3663         memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3664 }
3665 #else
3666 static inline void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3667 {
3668 }
3669 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3670
3671 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3672
3673 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
3674 /*
3675  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3676  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
3677  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
3678  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
3679  */
3680 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3681 {
3682         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
3683         struct page_cgroup *pc;
3684         int i;
3685
3686         if (mem_cgroup_disabled())
3687                 return;
3688         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3689                 pc = head_pc + i;
3690                 pc->mem_cgroup = head_pc->mem_cgroup;
3691                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
3692                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
3693         }
3694 }
3695 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3696
3697 /**
3698  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3699  * @page: the page
3700  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3701  * @pc: page_cgroup of the page.
3702  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3703  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3704  *
3705  * The caller must confirm following.
3706  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3707  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3708  *
3709  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3710  * from old cgroup.
3711  */
3712 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3713                                    unsigned int nr_pages,
3714                                    struct page_cgroup *pc,
3715                                    struct mem_cgroup *from,
3716                                    struct mem_cgroup *to)
3717 {
3718         unsigned long flags;
3719         int ret;
3720         bool anon = PageAnon(page);
3721
3722         VM_BUG_ON(from == to);
3723         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
3724         /*
3725          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3726          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3727          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3728          * hold it.
3729          */
3730         ret = -EBUSY;
3731         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3732                 goto out;
3733
3734         lock_page_cgroup(pc);
3735
3736         ret = -EINVAL;
3737         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
3738                 goto unlock;
3739
3740         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
3741
3742         if (!anon && page_mapped(page)) {
3743                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup */
3744                 preempt_disable();
3745                 __this_cpu_dec(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
3746                 __this_cpu_inc(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
3747                 preempt_enable();
3748         }
3749         mem_cgroup_charge_statistics(from, anon, -nr_pages);
3750
3751         /* caller should have done css_get */
3752         pc->mem_cgroup = to;
3753         mem_cgroup_charge_statistics(to, anon, nr_pages);
3754         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
3755         ret = 0;
3756 unlock:
3757         unlock_page_cgroup(pc);
3758         /*
3759          * check events
3760          */
3761         memcg_check_events(to, page);
3762         memcg_check_events(from, page);
3763 out:
3764         return ret;
3765 }
3766
3767 /**
3768  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
3769  * @page: the page to move
3770  * @pc: page_cgroup of the page
3771  * @child: page's cgroup
3772  *
3773  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
3774  * parent (aka use_hierarchy==0).
3775  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
3776  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
3777  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
3778  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
3779  * on the next attempt and the call should be retried later.
3780  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
3781  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
3782  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
3783  * LRU or vanish.
3784  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
3785  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
3786  * disappear in the next attempt.
3787  */
3788 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
3789                                   struct page_cgroup *pc,
3790                                   struct mem_cgroup *child)
3791 {
3792         struct mem_cgroup *parent;
3793         unsigned int nr_pages;
3794         unsigned long uninitialized_var(flags);
3795         int ret;
3796
3797         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
3798
3799         ret = -EBUSY;
3800         if (!get_page_unless_zero(page))
3801                 goto out;
3802         if (isolate_lru_page(page))
3803                 goto put;
3804
3805         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
3806
3807         parent = parent_mem_cgroup(child);
3808         /*
3809          * If no parent, move charges to root cgroup.
3810          */
3811         if (!parent)
3812                 parent = root_mem_cgroup;
3813
3814         if (nr_pages > 1) {
3815                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3816                 flags = compound_lock_irqsave(page);
3817         }
3818
3819         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
3820                                 pc, child, parent);
3821         if (!ret)
3822                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
3823
3824         if (nr_pages > 1)
3825                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
3826         putback_lru_page(page);
3827 put:
3828         put_page(page);
3829 out:
3830         return ret;
3831 }
3832
3833 /*
3834  * Charge the memory controller for page usage.
3835  * Return
3836  * 0 if the charge was successful
3837  * < 0 if the cgroup is over its limit
3838  */
3839 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3840                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
3841 {
3842         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3843         unsigned int nr_pages = 1;
3844         bool oom = true;
3845         int ret;
3846
3847         if (PageTransHuge(page)) {
3848                 nr_pages <<= compound_order(page);
3849                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3850                 /*
3851                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
3852                  * fault handler will fall back to regular pages.
3853                  */
3854                 oom = false;
3855         }
3856
3857         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
3858         if (ret == -ENOMEM)
3859                 return ret;
3860         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, ctype, false);
3861         return 0;
3862 }
3863
3864 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
3865                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
3866 {
3867         if (mem_cgroup_disabled())
3868                 return 0;
3869         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3870         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3871         VM_BUG_ON(!mm);
3872         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
3873                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3874 }
3875
3876 /*
3877  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
3878  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
3879  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
3880  * "commit()" or removed by "cancel()"
3881  */
3882 static int __mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
3883                                           struct page *page,
3884                                           gfp_t mask,
3885                                           struct mem_cgroup **memcgp)
3886 {
3887         struct mem_cgroup *memcg;
3888         struct page_cgroup *pc;
3889         int ret;
3890
3891         pc = lookup_page_cgroup(page);
3892         /*
3893          * Every swap fault against a single page tries to charge the
3894          * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
3895          * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
3896          * the page lock, which serializes swap cache removal, which
3897          * in turn serializes uncharging.
3898          */
3899         if (PageCgroupUsed(pc))
3900                 return 0;
3901         if (!do_swap_account)
3902                 goto charge_cur_mm;
3903         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
3904         if (!memcg)
3905                 goto charge_cur_mm;
3906         *memcgp = memcg;
3907         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
3908         css_put(&memcg->css);
3909         if (ret == -EINTR)
3910                 ret = 0;
3911         return ret;
3912 charge_cur_mm:
3913         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
3914         if (ret == -EINTR)
3915                 ret = 0;
3916         return ret;
3917 }
3918
3919 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm, struct page *page,
3920                                  gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
3921 {
3922         *memcgp = NULL;
3923         if (mem_cgroup_disabled())
3924                 return 0;
3925         /*
3926          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already
3927          * updated the pte, and even removed page from swap cache: in
3928          * those cases unuse_pte()'s pte_same() test will fail; but
3929          * there's also a KSM case which does need to charge the page.
3930          */
3931         if (!PageSwapCache(page)) {
3932                 int ret;
3933
3934                 ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, 1, memcgp, true);
3935                 if (ret == -EINTR)
3936                         ret = 0;
3937                 return ret;
3938         }
3939         return __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, memcgp);
3940 }
3941
3942 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
3943 {
3944         if (mem_cgroup_disabled())
3945                 return;
3946         if (!memcg)
3947                 return;
3948         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
3949 }
3950
3951 static void
3952 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3953                                         enum charge_type ctype)
3954 {
3955         if (mem_cgroup_disabled())
3956                 return;
3957         if (!memcg)
3958                 return;
3959
3960         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
3961         /*
3962          * Now swap is on-memory. This means this page may be
3963          * counted both as mem and swap....double count.
3964          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
3965          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
3966          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
3967          */
3968         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
3969                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
3970                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
3971         }
3972 }
3973
3974 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
3975                                      struct mem_cgroup *memcg)
3976 {
3977         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
3978                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3979 }
3980
3981 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3982                                 gfp_t gfp_mask)
3983 {
3984         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3985         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3986         int ret;
3987
3988         if (mem_cgroup_disabled())
3989                 return 0;
3990         if (PageCompound(page))
3991                 return 0;
3992
3993         if (!PageSwapCache(page))
3994                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
3995         else { /* page is swapcache/shmem */
3996                 ret = __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page,
3997                                                      gfp_mask, &memcg);
3998                 if (!ret)
3999                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
4000         }
4001         return ret;
4002 }
4003
4004 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
4005                                    unsigned int nr_pages,
4006                                    const enum charge_type ctype)
4007 {
4008         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
4009         bool uncharge_memsw = true;
4010
4011         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
4012         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
4013                 uncharge_memsw = false;
4014
4015         batch = &current->memcg_batch;
4016         /*
4017          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
4018          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
4019          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
4020          */
4021         if (!batch->memcg)
4022                 batch->memcg = memcg;
4023         /*
4024          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
4025          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
4026          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
4027          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
4028          * because we want to do uncharge as soon as possible.
4029          */
4030
4031         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
4032                 goto direct_uncharge;
4033
4034         if (nr_pages > 1)
4035                 goto direct_uncharge;
4036
4037         /*
4038          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
4039          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
4040          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
4041          */
4042         if (batch->memcg != memcg)
4043                 goto direct_uncharge;
4044         /* remember freed charge and uncharge it later */
4045         batch->nr_pages++;
4046         if (uncharge_memsw)
4047                 batch->memsw_nr_pages++;
4048         return;
4049 direct_uncharge:
4050         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
4051         if (uncharge_memsw)
4052                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
4053         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
4054                 memcg_oom_recover(memcg);
4055 }
4056
4057 /*
4058  * uncharge if !page_mapped(page)
4059  */
4060 static struct mem_cgroup *
4061 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype,
4062                              bool end_migration)
4063 {
4064         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4065         unsigned int nr_pages = 1;
4066         struct page_cgroup *pc;
4067         bool anon;
4068
4069         if (mem_cgroup_disabled())
4070                 return NULL;
4071
4072         VM_BUG_ON(PageSwapCache(page));
4073
4074         if (PageTransHuge(page)) {
4075                 nr_pages <<= compound_order(page);
4076                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
4077         }
4078         /*
4079          * Check if our page_cgroup is valid
4080          */
4081         pc = lookup_page_cgroup(page);
4082         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
4083                 return NULL;
4084
4085         lock_page_cgroup(pc);
4086
4087         memcg = pc->mem_cgroup;
4088
4089         if (!PageCgroupUsed(pc))
4090                 goto unlock_out;
4091
4092         anon = PageAnon(page);
4093
4094         switch (ctype) {
4095         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON:
4096                 /*
4097                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
4098                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
4099                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
4100                  */
4101                 anon = true;
4102                 /* fallthrough */
4103         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
4104                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
4105                 if (page_mapped(page))
4106                         goto unlock_out;
4107                 /*
4108                  * Pages under migration may not be uncharged.  But
4109                  * end_migration() /must/ be the one uncharging the
4110                  * unused post-migration page and so it has to call
4111                  * here with the migration bit still set.  See the
4112                  * res_counter handling below.
4113                  */
4114                 if (!end_migration && PageCgroupMigration(pc))
4115                         goto unlock_out;
4116                 break;
4117         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
4118                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
4119                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
4120                                 goto unlock_out;
4121                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
4122                                 goto unlock_out;
4123                 break;
4124         default:
4125                 break;
4126         }
4127
4128         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, -nr_pages);
4129
4130         ClearPageCgroupUsed(pc);
4131         /*
4132          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
4133          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
4134          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
4135          * special functions.
4136          */
4137
4138         unlock_page_cgroup(pc);
4139         /*
4140          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
4141          * will never be freed.
4142          */
4143         memcg_check_events(memcg, page);
4144         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
4145                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
4146                 mem_cgroup_get(memcg);
4147         }
4148         /*
4149          * Migration does not charge the res_counter for the
4150          * replacement page, so leave it alone when phasing out the
4151          * page that is unused after the migration.
4152          */
4153         if (!end_migration && !mem_cgroup_is_root(memcg))
4154                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
4155
4156         return memcg;
4157
4158 unlock_out:
4159         unlock_page_cgroup(pc);
4160         return NULL;
4161 }
4162
4163 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
4164 {
4165         /* early check. */
4166         if (page_mapped(page))
4167                 return;
4168         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
4169         if (PageSwapCache(page))
4170                 return;
4171         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
4172 }
4173
4174 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
4175 {
4176         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
4177         VM_BUG_ON(page->mapping);
4178         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE, false);
4179 }
4180
4181 /*
4182  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
4183  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
4184  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
4185  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
4186  * This may be called prural(2) times in a context,
4187  */
4188
4189 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
4190 {
4191         current->memcg_batch.do_batch++;
4192         /* We can do nest. */
4193         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
4194                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
4195                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
4196                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
4197         }
4198 }
4199
4200 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
4201 {
4202         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
4203
4204         if (!batch->do_batch)
4205                 return;
4206
4207         batch->do_batch--;
4208         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
4209                 return;
4210
4211         if (!batch->memcg)
4212                 return;
4213         /*
4214          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
4215          * bacause we hide charges behind us.
4216          */
4217         if (batch->nr_pages)
4218                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
4219                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
4220         if (batch->memsw_nr_pages)
4221                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
4222                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
4223         memcg_oom_recover(batch->memcg);
4224         /* forget this pointer (for sanity check) */
4225         batch->memcg = NULL;
4226 }
4227
4228 #ifdef CONFIG_SWAP
4229 /*
4230  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
4231  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
4232  */
4233 void
4234 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
4235 {
4236         struct mem_cgroup *memcg;
4237         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
4238
4239         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
4240                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
4241
4242         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype, false);
4243
4244         /*
4245          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
4246          * mem_cgroup_get() was called in uncharge().
4247          */
4248         if (do_swap_account && swapout && memcg)
4249                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
4250 }
4251 #endif
4252
4253 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4254 /*
4255  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
4256  * uncharge "memsw" account.
4257  */
4258 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
4259 {
4260         struct mem_cgroup *memcg;
4261         unsigned short id;
4262
4263         if (!do_swap_account)
4264                 return;
4265
4266         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
4267         rcu_read_lock();
4268         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
4269         if (memcg) {
4270                 /*
4271                  * We uncharge this because swap is freed.
4272                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
4273                  */
4274                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4275                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
4276                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
4277                 mem_cgroup_put(memcg);
4278         }
4279         rcu_read_unlock();
4280 }
4281
4282 /**
4283  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
4284  * @entry: swap entry to be moved
4285  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
4286  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
4287  *
4288  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
4289  * as the mem_cgroup's id of @from.
4290  *
4291  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
4292  *
4293  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
4294  * both res and memsw, and called css_get().
4295  */
4296 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4297                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4298 {
4299         unsigned short old_id, new_id;
4300
4301         old_id = css_id(&from->css);
4302         new_id = css_id(&to->css);
4303
4304         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
4305                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
4306                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
4307                 /*
4308                  * This function is only called from task migration context now.
4309                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
4310                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
4311                  * improvement. But we cannot postpone mem_cgroup_get(to)
4312                  * because if the process that has been moved to @to does
4313                  * swap-in, the refcount of @to might be decreased to 0.
4314                  */
4315                 mem_cgroup_get(to);
4316                 return 0;
4317         }
4318         return -EINVAL;
4319 }
4320 #else
4321 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4322                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4323 {
4324         return -EINVAL;
4325 }
4326 #endif
4327
4328 /*
4329  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
4330  * page belongs to.
4331  */
4332 void mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page, struct page *newpage,
4333                                   struct mem_cgroup **memcgp)
4334 {
4335         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4336         unsigned int nr_pages = 1;
4337         struct page_cgroup *pc;
4338         enum charge_type ctype;
4339
4340         *memcgp = NULL;
4341
4342         if (mem_cgroup_disabled())
4343                 return;
4344
4345         if (PageTransHuge(page))
4346                 nr_pages <<= compound_order(page);
4347
4348         pc = lookup_page_cgroup(page);
4349         lock_page_cgroup(pc);
4350         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4351                 memcg = pc->mem_cgroup;
4352                 css_get(&memcg->css);
4353                 /*
4354                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
4355                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
4356                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
4357                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
4358                  * until end_migration() is called
4359                  *
4360                  * Corner Case Thinking
4361                  * A)
4362                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
4363                  * while migration was ongoing.
4364                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
4365                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
4366                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
4367                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
4368                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
4369                  *
4370                  * B)
4371                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
4372                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
4373                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
4374                  * without charging it again.
4375                  *
4376                  * C)
4377                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
4378                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
4379                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
4380                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
4381                  */
4382                 if (PageAnon(page))
4383                         SetPageCgroupMigration(pc);
4384         }
4385         unlock_page_cgroup(pc);
4386         /*
4387          * If the page is not charged at this point,
4388          * we return here.
4389          */
4390         if (!memcg)
4391                 return;
4392
4393         *memcgp = memcg;
4394         /*
4395          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
4396          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
4397          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
4398          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
4399          */
4400         if (PageAnon(page))
4401                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON;
4402         else
4403                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4404         /*
4405          * The page is committed to the memcg, but it's not actually
4406          * charged to the res_counter since we plan on replacing the
4407          * old one and only one page is going to be left afterwards.
4408          */
4409         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, nr_pages, ctype, false);
4410 }
4411
4412 /* remove redundant charge if migration failed*/
4413 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
4414         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
4415 {
4416         struct page *used, *unused;
4417         struct page_cgroup *pc;
4418         bool anon;
4419
4420         if (!memcg)
4421                 return;
4422
4423         if (!migration_ok) {
4424                 used = oldpage;
4425                 unused = newpage;
4426         } else {
4427                 used = newpage;
4428                 unused = oldpage;
4429         }
4430         anon = PageAnon(used);
4431         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
4432                                      anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON
4433                                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE,
4434                                      true);
4435         css_put(&memcg->css);
4436         /*
4437          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
4438          * of the page goes down to zero, temporarly.
4439          * Clear the flag and check the page should be charged.
4440          */
4441         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4442         lock_page_cgroup(pc);
4443         ClearPageCgroupMigration(pc);
4444         unlock_page_cgroup(pc);
4445
4446         /*
4447          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
4448          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
4449          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
4450          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
4451          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
4452          * check. (see prepare_charge() also)
4453          */
4454         if (anon)
4455                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
4456 }
4457
4458 /*
4459  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
4460  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
4461  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
4462  */
4463 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
4464                                   struct page *newpage)
4465 {
4466         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4467         struct page_cgroup *pc;
4468         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4469
4470         if (mem_cgroup_disabled())
4471                 return;
4472
4473         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4474         /* fix accounting on old pages */
4475         lock_page_cgroup(pc);
4476         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4477                 memcg = pc->mem_cgroup;
4478                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, false, -1);
4479                 ClearPageCgroupUsed(pc);
4480         }
4481         unlock_page_cgroup(pc);
4482
4483         /*
4484          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
4485          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
4486          */
4487         if (!memcg)
4488                 return;
4489         /*
4490          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
4491          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
4492          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
4493          */
4494         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
4495 }
4496
4497 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4498 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
4499 {
4500         struct page_cgroup *pc;
4501
4502         pc = lookup_page_cgroup(page);
4503         /*
4504          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
4505          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
4506          * or when mem_cgroup_disabled().
4507          */
4508         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
4509                 return pc;
4510         return NULL;
4511 }
4512
4513 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
4514 {
4515         if (mem_cgroup_disabled())
4516                 return false;
4517
4518         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
4519 }
4520
4521 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
4522 {
4523         struct page_cgroup *pc;
4524
4525         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
4526         if (pc) {
4527                 pr_alert("pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
4528                          pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
4529         }
4530 }
4531 #endif
4532
4533 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4534                                 unsigned long long val)
4535 {
4536         int retry_count;
4537         u64 memswlimit, memlimit;
4538         int ret = 0;
4539         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4540         u64 curusage, oldusage;
4541         int enlarge;
4542
4543         /*
4544          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
4545          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
4546          * of # of children which we should visit in this loop.
4547          */
4548         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
4549
4550         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4551
4552         enlarge = 0;
4553         while (retry_count) {
4554                 if (signal_pending(current)) {
4555                         ret = -EINTR;
4556                         break;
4557                 }
4558                 /*
4559                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4560                  * open coded manner. You see what this really does.
4561                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4562                  */
4563                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4564                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4565                 if (memswlimit < val) {
4566                         ret = -EINVAL;
4567                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4568                         break;
4569                 }
4570
4571                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4572                 if (memlimit < val)
4573                         enlarge = 1;
4574
4575                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
4576                 if (!ret) {
4577                         if (memswlimit == val)
4578                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4579                         else
4580                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4581                 }
4582                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4583
4584                 if (!ret)
4585                         break;
4586
4587                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4588                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4589                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4590                 /* Usage is reduced ? */
4591                 if (curusage >= oldusage)
4592                         retry_count--;
4593                 else
4594                         oldusage = curusage;
4595         }
4596         if (!ret && enlarge)
4597                 memcg_oom_recover(memcg);
4598
4599         return ret;
4600 }
4601
4602 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4603                                         unsigned long long val)
4604 {
4605         int retry_count;
4606         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
4607         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4608         int ret = -EBUSY;
4609         int enlarge = 0;
4610
4611         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
4612         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4613         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4614         while (retry_count) {
4615                 if (signal_pending(current)) {
4616                         ret = -EINTR;
4617                         break;
4618                 }
4619                 /*
4620                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4621                  * open coded manner. You see what this really does.
4622                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4623                  */
4624                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4625                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4626                 if (memlimit > val) {
4627                         ret = -EINVAL;
4628                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4629                         break;
4630                 }
4631                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4632                 if (memswlimit < val)
4633                         enlarge = 1;
4634                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
4635                 if (!ret) {
4636                         if (memlimit == val)
4637                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4638                         else
4639                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4640                 }
4641                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4642
4643                 if (!ret)
4644                         break;
4645
4646                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4647                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
4648                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4649                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4650                 /* Usage is reduced ? */
4651                 if (curusage >= oldusage)
4652                         retry_count--;
4653                 else
4654                         oldusage = curusage;
4655         }
4656         if (!ret && enlarge)
4657                 memcg_oom_recover(memcg);
4658         return ret;
4659 }
4660
4661 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
4662                                             gfp_t gfp_mask,
4663                                             unsigned long *total_scanned)
4664 {
4665         unsigned long nr_reclaimed = 0;
4666         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
4667         unsigned long reclaimed;
4668         int loop = 0;
4669         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
4670         unsigned long long excess;
4671         unsigned long nr_scanned;
4672
4673         if (order > 0)
4674                 return 0;
4675
4676         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
4677         /*
4678          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
4679          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
4680          * pressure
4681          */
4682         do {
4683                 if (next_mz)
4684                         mz = next_mz;
4685                 else
4686                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4687                 if (!mz)
4688                         break;
4689
4690                 nr_scanned = 0;
4691                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
4692                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
4693                 nr_reclaimed += reclaimed;
4694                 *total_scanned += nr_scanned;
4695                 spin_lock(&mctz->lock);
4696
4697                 /*
4698                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
4699                  * it is time to move on to the next cgroup
4700                  */
4701                 next_mz = NULL;
4702                 if (!reclaimed) {
4703                         do {
4704                                 /*
4705                                  * Loop until we find yet another one.
4706                                  *
4707                                  * By the time we get the soft_limit lock
4708                                  * again, someone might have aded the
4709                                  * group back on the RB tree. Iterate to
4710                                  * make sure we get a different mem.
4711                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
4712                                  * NULL if no other cgroup is present on
4713                                  * the tree
4714                                  */
4715                                 next_mz =
4716                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4717                                 if (next_mz == mz)
4718                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
4719                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
4720                                         break;
4721                         } while (1);
4722                 }
4723                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
4724                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
4725                 /*
4726                  * One school of thought says that we should not add
4727                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
4728                  * But our reclaim could return 0, simply because due
4729                  * to priority we are exposing a smaller subset of
4730                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
4731                  * term TODO.
4732                  */
4733                 /* If excess == 0, no tree ops */
4734                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->memcg, mz, mctz, excess);
4735                 spin_unlock(&mctz->lock);
4736                 css_put(&mz->memcg->css);
4737                 loop++;
4738                 /*
4739                  * Could not reclaim anything and there are no more
4740                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
4741                  * reclaiming anything.
4742                  */
4743                 if (!nr_reclaimed &&
4744                         (next_mz == NULL ||
4745                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
4746                         break;
4747         } while (!nr_reclaimed);
4748         if (next_mz)
4749                 css_put(&next_mz->memcg->css);
4750         return nr_reclaimed;
4751 }
4752
4753 /**
4754  * mem_cgroup_force_empty_list - clears LRU of a group
4755  * @memcg: group to clear
4756  * @node: NUMA node
4757  * @zid: zone id
4758  * @lru: lru to to clear
4759  *
4760  * Traverse a specified page_cgroup list and try to drop them all.  This doesn't
4761  * reclaim the pages page themselves - pages are moved to the parent (or root)
4762  * group.
4763  */
4764 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
4765                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
4766 {
4767         struct lruvec *lruvec;
4768         unsigned long flags;
4769         struct list_head *list;
4770         struct page *busy;
4771         struct zone *zone;
4772
4773         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
4774         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
4775         list = &lruvec->lists[lru];
4776
4777         busy = NULL;
4778         do {
4779                 struct page_cgroup *pc;
4780                 struct page *page;
4781
4782                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
4783                 if (list_empty(list)) {
4784                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4785                         break;
4786                 }
4787                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
4788                 if (busy == page) {
4789                         list_move(&page->lru, list);
4790                         busy = NULL;
4791                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4792                         continue;
4793                 }
4794                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4795
4796                 pc = lookup_page_cgroup(page);
4797
4798                 if (mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg)) {
4799                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
4800                         busy = page;
4801                         cond_resched();
4802                 } else
4803                         busy = NULL;
4804         } while (!list_empty(list));
4805 }
4806
4807 /*
4808  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task by moving
4809  * all the charges and pages to the parent.
4810  * This enables deleting this mem_cgroup.
4811  *
4812  * Caller is responsible for holding css reference on the memcg.
4813  */
4814 static void mem_cgroup_reparent_charges(struct mem_cgroup *memcg)
4815 {
4816         int node, zid;
4817         u64 usage;
4818
4819         do {
4820                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
4821                 lru_add_drain_all();
4822                 drain_all_stock_sync(memcg);
4823                 mem_cgroup_start_move(memcg);
4824                 for_each_node_state(node, N_MEMORY) {
4825                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4826                                 enum lru_list lru;
4827                                 for_each_lru(lru) {
4828                                         mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
4829                                                         node, zid, lru);
4830                                 }
4831                         }
4832                 }
4833                 mem_cgroup_end_move(memcg);
4834                 memcg_oom_recover(memcg);
4835                 cond_resched();
4836
4837                 /*
4838                  * Kernel memory may not necessarily be trackable to a specific
4839                  * process. So they are not migrated, and therefore we can't
4840                  * expect their value to drop to 0 here.
4841                  * Having res filled up with kmem only is enough.
4842                  *
4843                  * This is a safety check because mem_cgroup_force_empty_list
4844                  * could have raced with mem_cgroup_replace_page_cache callers
4845                  * so the lru seemed empty but the page could have been added
4846                  * right after the check. RES_USAGE should be safe as we always
4847                  * charge before adding to the LRU.
4848                  */
4849                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) -
4850                         res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE);
4851         } while (usage > 0);
4852 }
4853
4854 /*
4855  * This mainly exists for tests during the setting of set of use_hierarchy.
4856  * Since this is the very setting we are changing, the current hierarchy value
4857  * is meaningless
4858  */
4859 static inline bool __memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4860 {
4861         struct cgroup *pos;
4862
4863         /* bounce at first found */
4864         cgroup_for_each_child(pos, memcg->css.cgroup)
4865                 return true;
4866         return false;
4867 }
4868
4869 /*
4870  * Must be called with memcg_create_mutex held, unless the cgroup is guaranteed
4871  * to be already dead (as in mem_cgroup_force_empty, for instance).  This is
4872  * from mem_cgroup_count_children(), in the sense that we don't really care how
4873  * many children we have; we only need to know if we have any.  It also counts
4874  * any memcg without hierarchy as infertile.
4875  */
4876 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4877 {
4878         return memcg->use_hierarchy && __memcg_has_children(memcg);
4879 }
4880
4881 /*
4882  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
4883  * the rest to the parent.
4884  *
4885  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
4886  */
4887 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
4888 {
4889         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4890         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
4891
4892         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
4893         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
4894                 return -EBUSY;
4895
4896         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
4897         lru_add_drain_all();
4898         /* try to free all pages in this cgroup */
4899         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
4900                 int progress;
4901
4902                 if (signal_pending(current))
4903                         return -EINTR;
4904
4905                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
4906                                                 false);
4907                 if (!progress) {
4908                         nr_retries--;
4909                         /* maybe some writeback is necessary */
4910                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
4911                 }
4912
4913         }
4914         lru_add_drain();
4915         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
4916
4917         return 0;
4918 }
4919
4920 static int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup *cont, unsigned int event)
4921 {
4922         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4923         int ret;
4924
4925         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
4926                 return -EINVAL;
4927         css_get(&memcg->css);
4928         ret = mem_cgroup_force_empty(memcg);
4929         css_put(&memcg->css);
4930
4931         return ret;
4932 }
4933
4934
4935 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
4936 {
4937         return mem_cgroup_from_cont(cont)->use_hierarchy;
4938 }
4939
4940 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
4941                                         u64 val)
4942 {
4943         int retval = 0;
4944         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4945         struct cgroup *parent = cont->parent;
4946         struct mem_cgroup *parent_memcg = NULL;
4947
4948         if (parent)
4949                 parent_memcg = mem_cgroup_from_cont(parent);
4950
4951         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4952
4953         if (memcg->use_hierarchy == val)
4954                 goto out;
4955
4956         /*
4957          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
4958          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
4959          * occur, provided the current cgroup has no children.
4960          *
4961          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
4962          * set if there are no children.
4963          */
4964         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
4965                                 (val == 1 || val == 0)) {
4966                 if (!__memcg_has_children(memcg))
4967                         memcg->use_hierarchy = val;
4968                 else
4969                         retval = -EBUSY;
4970         } else
4971                 retval = -EINVAL;
4972
4973 out:
4974         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4975
4976         return retval;
4977 }
4978
4979
4980 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
4981                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
4982 {
4983         struct mem_cgroup *iter;
4984         long val = 0;
4985
4986         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
4987         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4988                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
4989
4990         if (val < 0) /* race ? */
4991                 val = 0;
4992         return val;
4993 }
4994
4995 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4996 {
4997         u64 val;
4998
4999         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5000                 if (!swap)
5001                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
5002                 else
5003                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
5004         }
5005
5006         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
5007         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
5008
5009         if (swap)
5010                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
5011
5012         return val << PAGE_SHIFT;
5013 }
5014
5015 static ssize_t mem_cgroup_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5016                                struct file *file, char __user *buf,
5017                                size_t nbytes, loff_t *ppos)
5018 {
5019         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5020         char str[64];
5021         u64 val;
5022         int name, len;
5023         enum res_type type;
5024
5025         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5026         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5027
5028         switch (type) {
5029         case _MEM:
5030                 if (name == RES_USAGE)
5031                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
5032                 else
5033                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
5034                 break;
5035         case _MEMSWAP:
5036                 if (name == RES_USAGE)
5037                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
5038                 else
5039                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
5040                 break;
5041         case _KMEM:
5042                 val = res_counter_read_u64(&memcg->kmem, name);
5043                 break;
5044         default:
5045                 BUG();
5046         }
5047
5048         len = scnprintf(str, sizeof(str), "%llu\n", (unsigned long long)val);
5049         return simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, str, len);
5050 }
5051
5052 static int memcg_update_kmem_limit(struct cgroup *cont, u64 val)
5053 {
5054         int ret = -EINVAL;
5055 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5056         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5057         /*
5058          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
5059          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
5060          * already joined.
5061          *
5062          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
5063          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
5064          * place, which makes the value quite meaningless.
5065          *
5066          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
5067          * of course permitted.
5068          */
5069         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5070         mutex_lock(&set_limit_mutex);
5071         if (!memcg->kmem_account_flags && val != RESOURCE_MAX) {
5072                 if (cgroup_task_count(cont) || memcg_has_children(memcg)) {
5073                         ret = -EBUSY;
5074                         goto out;
5075                 }
5076                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
5077                 VM_BUG_ON(ret);
5078
5079                 ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
5080                 if (ret) {
5081                         res_counter_set_limit(&memcg->kmem, RESOURCE_MAX);
5082                         goto out;
5083                 }
5084                 static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5085                 /*
5086                  * setting the active bit after the inc will guarantee no one
5087                  * starts accounting before all call sites are patched
5088                  */
5089                 memcg_kmem_set_active(memcg);
5090
5091                 /*
5092                  * kmem charges can outlive the cgroup. In the case of slab
5093                  * pages, for instance, a page contain objects from various
5094                  * processes, so it is unfeasible to migrate them away. We
5095                  * need to reference count the memcg because of that.
5096                  */
5097                 mem_cgroup_get(memcg);
5098         } else
5099                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
5100 out:
5101         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
5102         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5103 #endif
5104         return ret;
5105 }
5106
5107 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5108 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5109 {
5110         int ret = 0;
5111         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5112         if (!parent)
5113                 goto out;
5114
5115         memcg->kmem_account_flags = parent->kmem_account_flags;
5116         /*
5117          * When that happen, we need to disable the static branch only on those
5118          * memcgs that enabled it. To achieve this, we would be forced to
5119          * complicate the code by keeping track of which memcgs were the ones
5120          * that actually enabled limits, and which ones got it from its
5121          * parents.
5122          *
5123          * It is a lot simpler just to do static_key_slow_inc() on every child
5124          * that is accounted.
5125          */
5126         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5127                 goto out;
5128
5129         /*
5130          * destroy(), called if we fail, will issue static_key_slow_inc() and
5131          * mem_cgroup_put() if kmem is enabled. We have to either call them
5132          * unconditionally, or clear the KMEM_ACTIVE flag. I personally find
5133          * this more consistent, since it always leads to the same destroy path
5134          */
5135         mem_cgroup_get(memcg);
5136         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5137
5138         mutex_lock(&set_limit_mutex);
5139         ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
5140         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
5141 out:
5142         return ret;
5143 }
5144 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
5145
5146 /*
5147  * The user of this function is...
5148  * RES_LIMIT.
5149  */
5150 static int mem_cgroup_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5151                             const char *buffer)
5152 {
5153         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5154         enum res_type type;
5155         int name;
5156         unsigned long long val;
5157         int ret;
5158
5159         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5160         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5161
5162         switch (name) {
5163         case RES_LIMIT:
5164                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
5165                         ret = -EINVAL;
5166                         break;
5167                 }
5168                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
5169                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5170                 if (ret)
5171                         break;
5172                 if (type == _MEM)
5173                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
5174                 else if (type == _MEMSWAP)
5175                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
5176                 else if (type == _KMEM)
5177                         ret = memcg_update_kmem_limit(cont, val);
5178                 else
5179                         return -EINVAL;
5180                 break;
5181         case RES_SOFT_LIMIT:
5182                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5183                 if (ret)
5184                         break;
5185                 /*
5186                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
5187                  * of semantics, for now, we support soft limits for
5188                  * control without swap
5189                  */
5190                 if (type == _MEM)
5191                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
5192                 else
5193                         ret = -EINVAL;
5194                 break;
5195         default:
5196                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
5197                 break;
5198         }
5199         return ret;
5200 }
5201
5202 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
5203                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
5204 {
5205         struct cgroup *cgroup;
5206         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
5207
5208         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5209         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5210         cgroup = memcg->css.cgroup;
5211         if (!memcg->use_hierarchy)
5212                 goto out;
5213
5214         while (cgroup->parent) {
5215                 cgroup = cgroup->parent;
5216                 memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
5217                 if (!memcg->use_hierarchy)
5218                         break;
5219                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5220                 min_limit = min(min_limit, tmp);
5221                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5222                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
5223         }
5224 out:
5225         *mem_limit = min_limit;
5226         *memsw_limit = min_memsw_limit;
5227 }
5228
5229 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup *cont, unsigned int event)
5230 {
5231         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5232         int name;
5233         enum res_type type;
5234
5235         type = MEMFILE_TYPE(event);
5236         name = MEMFILE_ATTR(event);
5237
5238         switch (name) {
5239         case RES_MAX_USAGE:
5240                 if (type == _MEM)
5241                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
5242                 else if (type == _MEMSWAP)
5243                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
5244                 else if (type == _KMEM)
5245                         res_counter_reset_max(&memcg->kmem);
5246                 else
5247                         return -EINVAL;
5248                 break;
5249         case RES_FAILCNT:
5250                 if (type == _MEM)
5251                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
5252                 else if (type == _MEMSWAP)
5253                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
5254                 else if (type == _KMEM)
5255                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->kmem);
5256                 else
5257                         return -EINVAL;
5258                 break;
5259         }
5260
5261         return 0;
5262 }
5263
5264 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup *cgrp,
5265                                         struct cftype *cft)
5266 {
5267         return mem_cgroup_from_cont(cgrp)->move_charge_at_immigrate;
5268 }
5269
5270 #ifdef CONFIG_MMU
5271 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
5272                                         struct cftype *cft, u64 val)
5273 {
5274         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5275
5276         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
5277                 return -EINVAL;
5278
5279         /*
5280          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
5281          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
5282          * on with stale data. This means that changes to this value will only
5283          * affect task migrations starting after the change.
5284          */
5285         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
5286         return 0;
5287 }
5288 #else
5289 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
5290                                         struct cftype *cft, u64 val)
5291 {
5292         return -ENOSYS;
5293 }
5294 #endif
5295
5296 #ifdef CONFIG_NUMA
5297 static int memcg_numa_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5298                                       struct seq_file *m)
5299 {
5300         int nid;
5301         unsigned long total_nr, file_nr, anon_nr, unevictable_nr;
5302         unsigned long node_nr;
5303         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5304
5305         total_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL);
5306         seq_printf(m, "total=%lu", total_nr);
5307         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5308                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL);
5309                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5310         }
5311         seq_putc(m, '\n');
5312
5313         file_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_FILE);
5314         seq_printf(m, "file=%lu", file_nr);
5315         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5316                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5317                                 LRU_ALL_FILE);
5318                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5319         }
5320         seq_putc(m, '\n');
5321
5322         anon_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_ANON);
5323         seq_printf(m, "anon=%lu", anon_nr);
5324         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5325                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5326                                 LRU_ALL_ANON);
5327                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5328         }
5329         seq_putc(m, '\n');
5330
5331         unevictable_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
5332         seq_printf(m, "unevictable=%lu", unevictable_nr);
5333         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5334                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5335                                 BIT(LRU_UNEVICTABLE));
5336                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5337         }
5338         seq_putc(m, '\n');
5339         return 0;
5340 }
5341 #endif /* CONFIG_NUMA */
5342
5343 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
5344 {
5345         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
5346 }
5347
5348 static int memcg_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5349                                  struct seq_file *m)
5350 {
5351         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5352         struct mem_cgroup *mi;
5353         unsigned int i;
5354
5355         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5356                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5357                         continue;
5358                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
5359                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
5360         }
5361
5362         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
5363                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
5364                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
5365
5366         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
5367                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
5368                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
5369
5370         /* Hierarchical information */
5371         {
5372                 unsigned long long limit, memsw_limit;
5373                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
5374                 seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n", limit);
5375                 if (do_swap_account)
5376                         seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
5377                                    memsw_limit);
5378         }
5379
5380         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5381                 long long val = 0;
5382
5383                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5384                         continue;
5385                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5386                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
5387                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
5388         }
5389
5390         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
5391                 unsigned long long val = 0;
5392
5393                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5394                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
5395                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
5396                            mem_cgroup_events_names[i], val);
5397         }
5398
5399         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
5400                 unsigned long long val = 0;
5401
5402                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5403                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
5404                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
5405         }
5406
5407 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5408         {
5409                 int nid, zid;
5410                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5411                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
5412                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
5413                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
5414
5415                 for_each_online_node(nid)
5416                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
5417                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
5418                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
5419
5420                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
5421                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
5422                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
5423                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
5424                         }
5425                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
5426                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
5427                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
5428                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
5429         }
5430 #endif
5431
5432         return 0;
5433 }
5434
5435 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
5436 {
5437         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5438
5439         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
5440 }
5441
5442 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
5443                                        u64 val)
5444 {
5445         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5446         struct mem_cgroup *parent;
5447
5448         if (val > 100)
5449                 return -EINVAL;
5450
5451         if (cgrp->parent == NULL)
5452                 return -EINVAL;
5453
5454         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
5455
5456         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5457
5458         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
5459         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5460                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5461                 return -EINVAL;
5462         }
5463
5464         memcg->swappiness = val;
5465
5466         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5467
5468         return 0;
5469 }
5470
5471 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5472 {
5473         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
5474         u64 usage;
5475         int i;
5476
5477         rcu_read_lock();
5478         if (!swap)
5479                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
5480         else
5481                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
5482
5483         if (!t)
5484                 goto unlock;
5485
5486         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
5487
5488         /*
5489          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
5490          * If it's not true, a threshold was crossed after last
5491          * call of __mem_cgroup_threshold().
5492          */
5493         i = t->current_threshold;
5494
5495         /*
5496          * Iterate backward over array of thresholds starting from
5497          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
5498          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
5499          * only one element of the array here.
5500          */
5501         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
5502                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5503
5504         /* i = current_threshold + 1 */
5505         i++;
5506
5507         /*
5508          * Iterate forward over array of thresholds starting from
5509          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
5510          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
5511          * only one element of the array here.
5512          */
5513         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
5514                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5515
5516         /* Update current_threshold */
5517         t->current_threshold = i - 1;
5518 unlock:
5519         rcu_read_unlock();
5520 }
5521
5522 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
5523 {
5524         while (memcg) {
5525                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
5526                 if (do_swap_account)
5527                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
5528
5529                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5530         }
5531 }
5532
5533 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
5534 {
5535         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
5536         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
5537
5538         return _a->threshold - _b->threshold;
5539 }
5540
5541 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
5542 {
5543         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
5544
5545         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
5546                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
5547         return 0;
5548 }
5549
5550 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
5551 {
5552         struct mem_cgroup *iter;
5553
5554         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5555                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
5556 }
5557
5558 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup *cgrp,
5559         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5560 {
5561         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5562         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5563         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5564         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5565         u64 threshold, usage;
5566         int i, size, ret;
5567
5568         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
5569         if (ret)
5570                 return ret;
5571
5572         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5573
5574         if (type == _MEM)
5575                 thresholds = &memcg->thresholds;
5576         else if (type == _MEMSWAP)
5577                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5578         else
5579                 BUG();
5580
5581         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5582
5583         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
5584         if (thresholds->primary)
5585                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5586
5587         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
5588
5589         /* Allocate memory for new array of thresholds */
5590         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5591                         GFP_KERNEL);
5592         if (!new) {
5593                 ret = -ENOMEM;
5594                 goto unlock;
5595         }
5596         new->size = size;
5597
5598         /* Copy thresholds (if any) to new array */
5599         if (thresholds->primary) {
5600                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
5601                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
5602         }
5603
5604         /* Add new threshold */
5605         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
5606         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
5607
5608         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
5609         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5610                         compare_thresholds, NULL);
5611
5612         /* Find current threshold */
5613         new->current_threshold = -1;
5614         for (i = 0; i < size; i++) {
5615                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
5616                         /*
5617                          * new->current_threshold will not be used until
5618                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5619                          * it here.
5620                          */
5621                         ++new->current_threshold;
5622                 } else
5623                         break;
5624         }
5625
5626         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
5627         kfree(thresholds->spare);
5628         thresholds->spare = thresholds->primary;
5629
5630         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5631
5632         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5633         synchronize_rcu();
5634
5635 unlock:
5636         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5637
5638         return ret;
5639 }
5640
5641 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
5642         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5643 {
5644         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5645         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5646         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5647         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5648         u64 usage;
5649         int i, j, size;
5650
5651         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5652         if (type == _MEM)
5653                 thresholds = &memcg->thresholds;
5654         else if (type == _MEMSWAP)
5655                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5656         else
5657                 BUG();
5658
5659         if (!thresholds->primary)
5660                 goto unlock;
5661
5662         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5663
5664         /* Check if a threshold crossed before removing */
5665         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5666
5667         /* Calculate new number of threshold */
5668         size = 0;
5669         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5670                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
5671                         size++;
5672         }
5673
5674         new = thresholds->spare;
5675
5676         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
5677         if (!size) {
5678                 kfree(new);
5679                 new = NULL;
5680                 goto swap_buffers;
5681         }
5682
5683         new->size = size;
5684
5685         /* Copy thresholds and find current threshold */
5686         new->current_threshold = -1;
5687         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5688                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
5689                         continue;
5690
5691                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
5692                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
5693                         /*
5694                          * new->current_threshold will not be used
5695                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5696                          * it here.
5697                          */
5698                         ++new->current_threshold;
5699                 }
5700                 j++;
5701         }
5702
5703 swap_buffers:
5704         /* Swap primary and spare array */
5705         thresholds->spare = thresholds->primary;
5706         /* If all events are unregistered, free the spare array */
5707         if (!new) {
5708                 kfree(thresholds->spare);
5709                 thresholds->spare = NULL;
5710         }
5711
5712         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5713
5714         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5715         synchronize_rcu();
5716 unlock:
5717         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5718 }
5719
5720 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup *cgrp,
5721         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5722 {
5723         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5724         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
5725         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5726
5727         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5728         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5729         if (!event)
5730                 return -ENOMEM;
5731
5732         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5733
5734         event->eventfd = eventfd;
5735         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
5736
5737         /* already in OOM ? */
5738         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5739                 eventfd_signal(eventfd, 1);
5740         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5741
5742         return 0;
5743 }
5744
5745 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
5746         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5747 {
5748         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5749         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
5750         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5751
5752         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5753
5754         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5755
5756         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
5757                 if (ev->eventfd == eventfd) {
5758                         list_del(&ev->list);
5759                         kfree(ev);
5760                 }
5761         }
5762
5763         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5764 }
5765
5766 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup *cgrp,
5767         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
5768 {
5769         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5770
5771         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", memcg->oom_kill_disable);
5772
5773         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5774                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
5775         else
5776                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
5777         return 0;
5778 }
5779
5780 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup *cgrp,
5781         struct cftype *cft, u64 val)
5782 {
5783         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5784         struct mem_cgroup *parent;
5785
5786         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
5787         if (!cgrp->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
5788                 return -EINVAL;
5789
5790         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
5791
5792         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5793         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
5794         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5795                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5796                 return -EINVAL;
5797         }
5798         memcg->oom_kill_disable = val;
5799         if (!val)
5800                 memcg_oom_recover(memcg);
5801         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5802         return 0;
5803 }
5804
5805 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5806 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5807 {
5808         int ret;
5809
5810         memcg->kmemcg_id = -1;
5811         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
5812         if (ret)
5813                 return ret;
5814
5815         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
5816 };
5817
5818 static void kmem_cgroup_destroy(struct mem_cgroup *memcg)
5819 {
5820         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
5821
5822         memcg_kmem_mark_dead(memcg);
5823
5824         if (res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0)
5825                 return;
5826
5827         /*
5828          * Charges already down to 0, undo mem_cgroup_get() done in the charge
5829          * path here, being careful not to race with memcg_uncharge_kmem: it is
5830          * possible that the charges went down to 0 between mark_dead and the
5831          * res_counter read, so in that case, we don't need the put
5832          */
5833         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
5834                 mem_cgroup_put(memcg);
5835 }
5836 #else
5837 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5838 {
5839         return 0;
5840 }
5841
5842 static void kmem_cgroup_destroy(struct mem_cgroup *memcg)
5843 {
5844 }
5845 #endif
5846
5847 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
5848         {
5849                 .name = "usage_in_bytes",
5850                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
5851                 .read = mem_cgroup_read,
5852                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
5853                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
5854         },
5855         {
5856                 .name = "max_usage_in_bytes",
5857                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
5858                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5859                 .read = mem_cgroup_read,
5860         },
5861         {
5862                 .name = "limit_in_bytes",
5863                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
5864                 .write_string = mem_cgroup_write,
5865                 .read = mem_cgroup_read,
5866         },
5867         {
5868                 .name = "soft_limit_in_bytes",
5869                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
5870                 .write_string = mem_cgroup_write,
5871                 .read = mem_cgroup_read,
5872         },
5873         {
5874                 .name = "failcnt",
5875                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
5876                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5877                 .read = mem_cgroup_read,
5878         },
5879         {
5880                 .name = "stat",
5881                 .read_seq_string = memcg_stat_show,
5882         },
5883         {
5884                 .name = "force_empty",
5885                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
5886         },
5887         {
5888                 .name = "use_hierarchy",
5889                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
5890                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
5891         },
5892         {
5893                 .name = "swappiness",
5894                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
5895                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
5896         },
5897         {
5898                 .name = "move_charge_at_immigrate",
5899                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
5900                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
5901         },
5902         {
5903                 .name = "oom_control",
5904                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
5905                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
5906                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
5907                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
5908                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
5909         },
5910 #ifdef CONFIG_NUMA
5911         {
5912                 .name = "numa_stat",
5913                 .read_seq_string = memcg_numa_stat_show,
5914         },
5915 #endif
5916 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5917         {
5918                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
5919                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
5920                 .write_string = mem_cgroup_write,
5921                 .read = mem_cgroup_read,
5922         },
5923         {
5924                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
5925                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
5926                 .read = mem_cgroup_read,
5927         },
5928         {
5929                 .name = "kmem.failcnt",
5930                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
5931                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5932                 .read = mem_cgroup_read,
5933         },
5934         {
5935                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
5936                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
5937                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5938                 .read = mem_cgroup_read,
5939         },
5940 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5941         {
5942                 .name = "kmem.slabinfo",
5943                 .read_seq_string = mem_cgroup_slabinfo_read,
5944         },
5945 #endif
5946 #endif
5947         { },    /* terminate */
5948 };
5949
5950 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5951 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
5952         {
5953                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
5954                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
5955                 .read = mem_cgroup_read,
5956                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
5957                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
5958         },
5959         {
5960                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
5961                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
5962                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5963                 .read = mem_cgroup_read,
5964         },
5965         {
5966                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
5967                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
5968                 .write_string = mem_cgroup_write,
5969                 .read = mem_cgroup_read,
5970         },
5971         {
5972                 .name = "memsw.failcnt",
5973                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
5974                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5975                 .read = mem_cgroup_read,
5976         },
5977         { },    /* terminate */
5978 };
5979 #endif
5980 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5981 {
5982         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5983         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5984         int zone, tmp = node;
5985         /*
5986          * This routine is called against possible nodes.
5987          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
5988          *
5989          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
5990          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
5991          *       function.
5992          */
5993         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5994                 tmp = -1;
5995         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
5996         if (!pn)
5997                 return 1;
5998
5999         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6000                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
6001                 lruvec_init(&mz->lruvec);
6002                 mz->usage_in_excess = 0;
6003                 mz->on_tree = false;
6004                 mz->memcg = memcg;
6005         }
6006         memcg->info.nodeinfo[node] = pn;
6007         return 0;
6008 }
6009
6010 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6011 {
6012         kfree(memcg->info.nodeinfo[node]);
6013 }
6014
6015 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
6016 {
6017         struct mem_cgroup *memcg;
6018         size_t size = memcg_size();
6019
6020         /* Can be very big if nr_node_ids is very big */
6021         if (size < PAGE_SIZE)
6022                 memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
6023         else
6024                 memcg = vzalloc(size);
6025
6026         if (!memcg)
6027                 return NULL;
6028
6029         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
6030         if (!memcg->stat)
6031                 goto out_free;
6032         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
6033         return memcg;
6034
6035 out_free:
6036         if (size < PAGE_SIZE)
6037                 kfree(memcg);
6038         else
6039                 vfree(memcg);
6040         return NULL;
6041 }
6042
6043 /*
6044  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
6045  * (scanning all at force_empty is too costly...)
6046  *
6047  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
6048  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
6049  * it goes down to 0.
6050  *
6051  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
6052  */
6053
6054 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
6055 {
6056         int node;
6057         size_t size = memcg_size();
6058
6059         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
6060         free_css_id(&mem_cgroup_subsys, &memcg->css);
6061
6062         for_each_node(node)
6063                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
6064
6065         free_percpu(memcg->stat);
6066
6067         /*
6068          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
6069          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
6070          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
6071          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
6072          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
6073          *
6074          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
6075          * to move this code around, and make sure it is outside
6076          * the cgroup_lock.
6077          */
6078         disarm_static_keys(memcg);
6079         if (size < PAGE_SIZE)
6080                 kfree(memcg);
6081         else
6082                 vfree(memcg);
6083 }
6084
6085
6086 /*
6087  * Helpers for freeing a kmalloc()ed/vzalloc()ed mem_cgroup by RCU,
6088  * but in process context.  The work_freeing structure is overlaid
6089  * on the rcu_freeing structure, which itself is overlaid on memsw.
6090  */
6091 static void free_work(struct work_struct *work)
6092 {
6093         struct mem_cgroup *memcg;
6094
6095         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, work_freeing);
6096         __mem_cgroup_free(memcg);
6097 }
6098
6099 static void free_rcu(struct rcu_head *rcu_head)
6100 {
6101         struct mem_cgroup *memcg;
6102
6103         memcg = container_of(rcu_head, struct mem_cgroup, rcu_freeing);
6104         INIT_WORK(&memcg->work_freeing, free_work);
6105         schedule_work(&memcg->work_freeing);
6106 }
6107
6108 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg)
6109 {
6110         atomic_inc(&memcg->refcnt);
6111 }
6112
6113 static void __mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg, int count)
6114 {
6115         if (atomic_sub_and_test(count, &memcg->refcnt)) {
6116                 struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
6117                 call_rcu(&memcg->rcu_freeing, free_rcu);
6118                 if (parent)
6119                         mem_cgroup_put(parent);
6120         }
6121 }
6122
6123 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg)
6124 {
6125         __mem_cgroup_put(memcg, 1);
6126 }
6127
6128 /*
6129  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
6130  */
6131 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
6132 {
6133         if (!memcg->res.parent)
6134                 return NULL;
6135         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
6136 }
6137 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
6138
6139 static void __init mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
6140 {
6141         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
6142         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
6143         int tmp, node, zone;
6144
6145         for_each_node(node) {
6146                 tmp = node;
6147                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6148                         tmp = -1;
6149                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
6150                 BUG_ON(!rtpn);
6151
6152                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
6153
6154                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6155                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
6156                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
6157                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
6158                 }
6159         }
6160 }
6161
6162 static struct cgroup_subsys_state * __ref
6163 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup *cont)
6164 {
6165         struct mem_cgroup *memcg;
6166         long error = -ENOMEM;
6167         int node;
6168
6169         memcg = mem_cgroup_alloc();
6170         if (!memcg)
6171                 return ERR_PTR(error);
6172
6173         for_each_node(node)
6174                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
6175                         goto free_out;
6176
6177         /* root ? */
6178         if (cont->parent == NULL) {
6179                 root_mem_cgroup = memcg;
6180                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6181                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6182                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6183         }
6184
6185         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
6186         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
6187         atomic_set(&memcg->refcnt, 1);
6188         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
6189         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
6190         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
6191
6192         return &memcg->css;
6193
6194 free_out:
6195         __mem_cgroup_free(memcg);
6196         return ERR_PTR(error);
6197 }
6198
6199 static int
6200 mem_cgroup_css_online(struct cgroup *cont)
6201 {
6202         struct mem_cgroup *memcg, *parent;
6203         int error = 0;
6204
6205         if (!cont->parent)
6206                 return 0;
6207
6208         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
6209         memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
6210         parent = mem_cgroup_from_cont(cont->parent);
6211
6212         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
6213         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
6214         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
6215
6216         if (parent->use_hierarchy) {
6217                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
6218                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
6219                 res_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
6220
6221                 /*
6222                  * We increment refcnt of the parent to ensure that we can
6223                  * safely access it on res_counter_charge/uncharge.
6224                  * This refcnt will be decremented when freeing this
6225                  * mem_cgroup(see mem_cgroup_put).
6226                  */
6227                 mem_cgroup_get(parent);
6228         } else {
6229                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6230                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6231                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6232                 /*
6233                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
6234                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
6235                  * unfortunate state in our controller.
6236                  */
6237                 if (parent != root_mem_cgroup)
6238                         mem_cgroup_subsys.broken_hierarchy = true;
6239         }
6240
6241         error = memcg_init_kmem(memcg, &mem_cgroup_subsys);
6242         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
6243         if (error) {
6244                 /*
6245                  * We call put now because our (and parent's) refcnts
6246                  * are already in place. mem_cgroup_put() will internally
6247                  * call __mem_cgroup_free, so return directly
6248                  */
6249                 mem_cgroup_put(memcg);
6250                 if (parent->use_hierarchy)
6251                         mem_cgroup_put(parent);
6252         }
6253         return error;
6254 }
6255
6256 /*
6257  * Announce all parents that a group from their hierarchy is gone.
6258  */
6259 static void mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *memcg)
6260 {
6261         struct mem_cgroup *parent = memcg;
6262
6263         while ((parent = parent_mem_cgroup(parent)))
6264                 atomic_inc(&parent->dead_count);
6265
6266         /*
6267          * if the root memcg is not hierarchical we have to check it
6268          * explicitely.
6269          */
6270         if (!root_mem_cgroup->use_hierarchy)
6271                 atomic_inc(&root_mem_cgroup->dead_count);
6272 }
6273
6274 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup *cont)
6275 {
6276         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
6277
6278         mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(memcg);
6279         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
6280         mem_cgroup_destroy_all_caches(memcg);
6281 }
6282
6283 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup *cont)
6284 {
6285         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
6286
6287         kmem_cgroup_destroy(memcg);
6288
6289         mem_cgroup_put(memcg);
6290 }
6291
6292 #ifdef CONFIG_MMU
6293 /* Handlers for move charge at task migration. */
6294 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
6295 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
6296 {
6297         int ret = 0;
6298         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6299         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
6300
6301         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6302                 mc.precharge += count;
6303                 /* we don't need css_get for root */
6304                 return ret;
6305         }
6306         /* try to charge at once */
6307         if (count > 1) {
6308                 struct res_counter *dummy;
6309                 /*
6310                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
6311                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
6312                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
6313                  * css_get().
6314                  */
6315                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
6316                         goto one_by_one;
6317                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
6318                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
6319                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
6320                         goto one_by_one;
6321                 }
6322                 mc.precharge += count;
6323                 return ret;
6324         }
6325 one_by_one:
6326         /* fall back to one by one charge */
6327         while (count--) {
6328                 if (signal_pending(current)) {
6329                         ret = -EINTR;
6330                         break;
6331                 }
6332                 if (!batch_count--) {
6333                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6334                         cond_resched();
6335                 }
6336                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
6337                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
6338                 if (ret)
6339                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
6340                         return ret;
6341                 mc.precharge++;
6342         }
6343         return ret;
6344 }
6345
6346 /**
6347  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
6348  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
6349  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
6350  * @ptent: the pte to be checked
6351  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
6352  *
6353  * Returns
6354  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
6355  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
6356  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
6357  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
6358  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
6359  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
6360  *     in target->ent.
6361  *
6362  * Called with pte lock held.
6363  */
6364 union mc_target {
6365         struct page     *page;
6366         swp_entry_t     ent;
6367 };
6368
6369 enum mc_target_type {
6370         MC_TARGET_NONE = 0,
6371         MC_TARGET_PAGE,
6372         MC_TARGET_SWAP,
6373 };
6374
6375 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
6376                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
6377 {
6378         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
6379
6380         if (!page || !page_mapped(page))
6381                 return NULL;
6382         if (PageAnon(page)) {
6383                 /* we don't move shared anon */
6384                 if (!move_anon())
6385                         return NULL;
6386         } else if (!move_file())
6387                 /* we ignore mapcount for file pages */
6388                 return NULL;
6389         if (!get_page_unless_zero(page))
6390                 return NULL;
6391
6392         return page;
6393 }
6394
6395 #ifdef CONFIG_SWAP
6396 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6397                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6398 {
6399         struct page *page = NULL;
6400         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
6401
6402         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
6403                 return NULL;
6404         /*
6405          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
6406          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
6407          */
6408         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
6409         if (do_swap_account)
6410                 entry->val = ent.val;
6411
6412         return page;
6413 }
6414 #else
6415 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6416                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6417 {
6418         return NULL;
6419 }
6420 #endif
6421
6422 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
6423                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6424 {
6425         struct page *page = NULL;
6426         struct address_space *mapping;
6427         pgoff_t pgoff;
6428
6429         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
6430                 return NULL;
6431         if (!move_file())
6432                 return NULL;
6433
6434         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
6435         if (pte_none(ptent))
6436                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
6437         else /* pte_file(ptent) is true */
6438                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
6439
6440         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
6441         page = find_get_page(mapping, pgoff);
6442
6443 #ifdef CONFIG_SWAP
6444         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
6445         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
6446                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
6447                 if (do_swap_account)
6448                         *entry = swap;
6449                 page = find_get_page(swap_address_space(swap), swap.val);
6450         }
6451 #endif
6452         return page;
6453 }
6454
6455 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
6456                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
6457 {
6458         struct page *page = NULL;
6459         struct page_cgroup *pc;
6460         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6461         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
6462
6463         if (pte_present(ptent))
6464                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
6465         else if (is_swap_pte(ptent))
6466                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6467         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
6468                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6469
6470         if (!page && !ent.val)
6471                 return ret;
6472         if (page) {
6473                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6474                 /*
6475                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
6476                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
6477                  * the lock.
6478                  */
6479                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6480                         ret = MC_TARGET_PAGE;
6481                         if (target)
6482                                 target->page = page;
6483                 }
6484                 if (!ret || !target)
6485                         put_page(page);
6486         }
6487         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
6488         if (ent.val && !ret &&
6489                         css_id(&mc.from->css) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
6490                 ret = MC_TARGET_SWAP;
6491                 if (target)
6492                         target->ent = ent;
6493         }
6494         return ret;
6495 }
6496
6497 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
6498 /*
6499  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
6500  * support them for now.
6501  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
6502  */
6503 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6504                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6505 {
6506         struct page *page = NULL;
6507         struct page_cgroup *pc;
6508         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6509
6510         page = pmd_page(pmd);
6511         VM_BUG_ON(!page || !PageHead(page));
6512         if (!move_anon())
6513                 return ret;
6514         pc = lookup_page_cgroup(page);
6515         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6516                 ret = MC_TARGET_PAGE;
6517                 if (target) {
6518                         get_page(page);
6519                         target->page = page;
6520                 }
6521         }
6522         return ret;
6523 }
6524 #else
6525 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6526                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6527 {
6528         return MC_TARGET_NONE;
6529 }
6530 #endif
6531
6532 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
6533                                         unsigned long addr, unsigned long end,
6534                                         struct mm_walk *walk)
6535 {
6536         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6537         pte_t *pte;
6538         spinlock_t *ptl;
6539
6540         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
6541                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
6542                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
6543                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6544                 return 0;
6545         }
6546
6547         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6548                 return 0;
6549         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6550         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
6551                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
6552                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
6553         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6554         cond_resched();
6555
6556         return 0;
6557 }
6558
6559 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
6560 {
6561         unsigned long precharge;
6562         struct vm_area_struct *vma;
6563
6564         down_read(&mm->mmap_sem);
6565         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6566                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
6567                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
6568                         .mm = mm,
6569                         .private = vma,
6570                 };
6571                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6572                         continue;
6573                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6574                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
6575         }
6576         up_read(&mm->mmap_sem);
6577
6578         precharge = mc.precharge;
6579         mc.precharge = 0;
6580
6581         return precharge;
6582 }
6583
6584 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
6585 {
6586         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
6587
6588         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
6589         mc.moving_task = current;
6590         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
6591 }
6592
6593 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
6594 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
6595 {
6596         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6597         struct mem_cgroup *to = mc.to;
6598
6599         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
6600         if (mc.precharge) {
6601                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
6602                 mc.precharge = 0;
6603         }
6604         /*
6605          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
6606          * we must uncharge here.
6607          */
6608         if (mc.moved_charge) {
6609                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
6610                 mc.moved_charge = 0;
6611         }
6612         /* we must fixup refcnts and charges */
6613         if (mc.moved_swap) {
6614                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
6615                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
6616                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
6617                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6618                 __mem_cgroup_put(mc.from, mc.moved_swap);
6619
6620                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
6621                         /*
6622                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
6623                          * uncharge to->res.
6624                          */
6625                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
6626                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6627                 }
6628                 /* we've already done mem_cgroup_get(mc.to) */
6629                 mc.moved_swap = 0;
6630         }
6631         memcg_oom_recover(from);
6632         memcg_oom_recover(to);
6633         wake_up_all(&mc.waitq);
6634 }
6635
6636 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
6637 {
6638         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6639
6640         /*
6641          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
6642          * task migration.
6643          */
6644         mc.moving_task = NULL;
6645         __mem_cgroup_clear_mc();
6646         spin_lock(&mc.lock);
6647         mc.from = NULL;
6648         mc.to = NULL;
6649         spin_unlock(&mc.lock);
6650         mem_cgroup_end_move(from);
6651 }
6652
6653 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
6654                                  struct cgroup_taskset *tset)
6655 {
6656         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6657         int ret = 0;
6658         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
6659         unsigned long move_charge_at_immigrate;
6660
6661         /*
6662          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
6663          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
6664          * So we need to save it, and keep it going.
6665          */
6666         move_charge_at_immigrate  = memcg->move_charge_at_immigrate;
6667         if (move_charge_at_immigrate) {
6668                 struct mm_struct *mm;
6669                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
6670
6671                 VM_BUG_ON(from == memcg);
6672
6673                 mm = get_task_mm(p);
6674                 if (!mm)
6675                         return 0;
6676                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
6677                 if (mm->owner == p) {
6678                         VM_BUG_ON(mc.from);
6679                         VM_BUG_ON(mc.to);
6680                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
6681                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
6682                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
6683                         mem_cgroup_start_move(from);
6684                         spin_lock(&mc.lock);
6685                         mc.from = from;
6686                         mc.to = memcg;
6687                         mc.immigrate_flags = move_charge_at_immigrate;
6688                         spin_unlock(&mc.lock);
6689                         /* We set mc.moving_task later */
6690
6691                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6692                         if (ret)
6693                                 mem_cgroup_clear_mc();
6694                 }
6695                 mmput(mm);
6696         }
6697         return ret;
6698 }
6699
6700 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
6701                                      struct cgroup_taskset *tset)
6702 {
6703         mem_cgroup_clear_mc();
6704 }
6705
6706 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6707                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6708                                 struct mm_walk *walk)
6709 {
6710         int ret = 0;
6711         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6712         pte_t *pte;
6713         spinlock_t *ptl;
6714         enum mc_target_type target_type;
6715         union mc_target target;
6716         struct page *page;
6717         struct page_cgroup *pc;
6718
6719         /*
6720          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
6721          * happens because:
6722          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
6723          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
6724          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
6725          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
6726          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
6727          *    part of thp split is not executed yet.
6728          */
6729         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
6730                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6731                         spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6732                         return 0;
6733                 }
6734                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6735                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6736                         page = target.page;
6737                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6738                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6739                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
6740                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
6741                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6742                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6743                                 }
6744                                 putback_lru_page(page);
6745                         }
6746                         put_page(page);
6747                 }
6748                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6749                 return 0;
6750         }
6751
6752         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6753                 return 0;
6754 retry:
6755         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6756         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6757                 pte_t ptent = *(pte++);
6758                 swp_entry_t ent;
6759
6760                 if (!mc.precharge)
6761                         break;
6762
6763                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6764                 case MC_TARGET_PAGE:
6765                         page = target.page;
6766                         if (isolate_lru_page(page))
6767                                 goto put;
6768                         pc = lookup_page_cgroup(page);
6769                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
6770                                                      mc.from, mc.to)) {
6771                                 mc.precharge--;
6772                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6773                                 mc.moved_charge++;
6774                         }
6775                         putback_lru_page(page);
6776 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6777                         put_page(page);
6778                         break;
6779                 case MC_TARGET_SWAP:
6780                         ent = target.ent;
6781                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6782                                 mc.precharge--;
6783                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
6784                                 mc.moved_swap++;
6785                         }
6786                         break;
6787                 default:
6788                         break;
6789                 }
6790         }
6791         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6792         cond_resched();
6793
6794         if (addr != end) {
6795                 /*
6796                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6797                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6798                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6799                  * phase.
6800                  */
6801                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6802                 if (!ret)
6803                         goto retry;
6804         }
6805
6806         return ret;
6807 }
6808
6809 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
6810 {
6811         struct vm_area_struct *vma;
6812
6813         lru_add_drain_all();
6814 retry:
6815         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
6816                 /*
6817                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
6818                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6819                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6820                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6821                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6822                  */
6823                 __mem_cgroup_clear_mc();
6824                 cond_resched();
6825                 goto retry;
6826         }
6827         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6828                 int ret;
6829                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
6830                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6831                         .mm = mm,
6832                         .private = vma,
6833                 };
6834                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6835                         continue;
6836                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6837                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
6838                 if (ret)
6839                         /*
6840                          * means we have consumed all precharges and failed in
6841                          * doing additional charge. Just abandon here.
6842                          */
6843                         break;
6844         }
6845         up_read(&mm->mmap_sem);
6846 }
6847
6848 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
6849                                  struct cgroup_taskset *tset)
6850 {
6851         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6852         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
6853
6854         if (mm) {
6855                 if (mc.to)
6856                         mem_cgroup_move_charge(mm);
6857                 mmput(mm);
6858         }
6859         if (mc.to)
6860                 mem_cgroup_clear_mc();
6861 }
6862 #else   /* !CONFIG_MMU */
6863 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
6864                                  struct cgroup_taskset *tset)
6865 {
6866         return 0;
6867 }
6868 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
6869                                      struct cgroup_taskset *tset)
6870 {
6871 }
6872 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
6873                                  struct cgroup_taskset *tset)
6874 {
6875 }
6876 #endif
6877
6878 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
6879         .name = "memory",
6880         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
6881         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6882         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6883         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6884         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6885         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6886         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6887         .attach = mem_cgroup_move_task,
6888         .base_cftypes = mem_cgroup_files,
6889         .early_init = 0,
6890         .use_id = 1,
6891 };
6892
6893 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6894 static int __init enable_swap_account(char *s)
6895 {
6896         /* consider enabled if no parameter or 1 is given */
6897         if (!strcmp(s, "1"))
6898                 really_do_swap_account = 1;
6899         else if (!strcmp(s, "0"))
6900                 really_do_swap_account = 0;
6901         return 1;
6902 }
6903 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
6904
6905 static void __init memsw_file_init(void)
6906 {
6907         WARN_ON(cgroup_add_cftypes(&mem_cgroup_subsys, memsw_cgroup_files));
6908 }
6909
6910 static void __init enable_swap_cgroup(void)
6911 {
6912         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
6913                 do_swap_account = 1;
6914                 memsw_file_init();
6915         }
6916 }
6917
6918 #else
6919 static void __init enable_swap_cgroup(void)
6920 {
6921 }
6922 #endif
6923
6924 /*
6925  * subsys_initcall() for memory controller.
6926  *
6927  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
6928  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
6929  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
6930  * be initialized from here.
6931  */
6932 static int __init mem_cgroup_init(void)
6933 {
6934         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
6935         enable_swap_cgroup();
6936         mem_cgroup_soft_limit_tree_init();
6937         memcg_stock_init();
6938         return 0;
6939 }
6940 subsys_initcall(mem_cgroup_init);