memcg: fix endless loop caused by mem_cgroup_iter
[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/poll.h>
49 #include <linux/sort.h>
50 #include <linux/fs.h>
51 #include <linux/seq_file.h>
52 #include <linux/vmpressure.h>
53 #include <linux/mm_inline.h>
54 #include <linux/page_cgroup.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/oom.h>
57 #include <linux/lockdep.h>
58 #include <linux/file.h>
59 #include "internal.h"
60 #include <net/sock.h>
61 #include <net/ip.h>
62 #include <net/tcp_memcontrol.h>
63 #include "slab.h"
64
65 #include <asm/uaccess.h>
66
67 #include <trace/events/vmscan.h>
68
69 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys __read_mostly;
70 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_subsys);
71
72 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
73 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
74
75 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
76 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
77 int do_swap_account __read_mostly;
78
79 /* for remember boot option*/
80 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
81 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
82 #else
83 static int really_do_swap_account __initdata = 0;
84 #endif
85
86 #else
87 #define do_swap_account         0
88 #endif
89
90
91 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
92         "cache",
93         "rss",
94         "rss_huge",
95         "mapped_file",
96         "writeback",
97         "swap",
98 };
99
100 enum mem_cgroup_events_index {
101         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
102         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
103         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
104         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
105         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
106 };
107
108 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
109         "pgpgin",
110         "pgpgout",
111         "pgfault",
112         "pgmajfault",
113 };
114
115 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
116         "inactive_anon",
117         "active_anon",
118         "inactive_file",
119         "active_file",
120         "unevictable",
121 };
122
123 /*
124  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
125  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
126  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
127  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
128  */
129 enum mem_cgroup_events_target {
130         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
131         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
132         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
133         MEM_CGROUP_NTARGETS,
134 };
135 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
136 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
137 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
138
139 struct mem_cgroup_stat_cpu {
140         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
141         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
142         unsigned long nr_page_events;
143         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
144 };
145
146 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
147         /*
148          * last scanned hierarchy member. Valid only if last_dead_count
149          * matches memcg->dead_count of the hierarchy root group.
150          */
151         struct mem_cgroup *last_visited;
152         int last_dead_count;
153
154         /* scan generation, increased every round-trip */
155         unsigned int generation;
156 };
157
158 /*
159  * per-zone information in memory controller.
160  */
161 struct mem_cgroup_per_zone {
162         struct lruvec           lruvec;
163         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
164
165         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
166
167         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
168         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
169                                                 /* the soft limit is exceeded*/
170         bool                    on_tree;
171         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
172                                                 /* use container_of        */
173 };
174
175 struct mem_cgroup_per_node {
176         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
177 };
178
179 /*
180  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
181  * their hierarchy representation
182  */
183
184 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
185         struct rb_root rb_root;
186         spinlock_t lock;
187 };
188
189 struct mem_cgroup_tree_per_node {
190         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
191 };
192
193 struct mem_cgroup_tree {
194         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
195 };
196
197 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
198
199 struct mem_cgroup_threshold {
200         struct eventfd_ctx *eventfd;
201         u64 threshold;
202 };
203
204 /* For threshold */
205 struct mem_cgroup_threshold_ary {
206         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
207         int current_threshold;
208         /* Size of entries[] */
209         unsigned int size;
210         /* Array of thresholds */
211         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
212 };
213
214 struct mem_cgroup_thresholds {
215         /* Primary thresholds array */
216         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
217         /*
218          * Spare threshold array.
219          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
220          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
221          */
222         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
223 };
224
225 /* for OOM */
226 struct mem_cgroup_eventfd_list {
227         struct list_head list;
228         struct eventfd_ctx *eventfd;
229 };
230
231 /*
232  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
233  */
234 struct mem_cgroup_event {
235         /*
236          * memcg which the event belongs to.
237          */
238         struct mem_cgroup *memcg;
239         /*
240          * eventfd to signal userspace about the event.
241          */
242         struct eventfd_ctx *eventfd;
243         /*
244          * Each of these stored in a list by the cgroup.
245          */
246         struct list_head list;
247         /*
248          * register_event() callback will be used to add new userspace
249          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
250          * on eventfd to send notification to userspace.
251          */
252         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
253                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
254         /*
255          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
256          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
257          * if you want provide notification functionality.
258          */
259         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
260                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
261         /*
262          * All fields below needed to unregister event when
263          * userspace closes eventfd.
264          */
265         poll_table pt;
266         wait_queue_head_t *wqh;
267         wait_queue_t wait;
268         struct work_struct remove;
269 };
270
271 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
272 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
273
274 /*
275  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
276  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
277  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
278  * to help the administrator determine what knobs to tune.
279  *
280  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
281  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
282  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
283  * a feature that will be implemented much later in the future.
284  */
285 struct mem_cgroup {
286         struct cgroup_subsys_state css;
287         /*
288          * the counter to account for memory usage
289          */
290         struct res_counter res;
291
292         /* vmpressure notifications */
293         struct vmpressure vmpressure;
294
295         /*
296          * the counter to account for mem+swap usage.
297          */
298         struct res_counter memsw;
299
300         /*
301          * the counter to account for kernel memory usage.
302          */
303         struct res_counter kmem;
304         /*
305          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
306          */
307         bool use_hierarchy;
308         unsigned long kmem_account_flags; /* See KMEM_ACCOUNTED_*, below */
309
310         bool            oom_lock;
311         atomic_t        under_oom;
312         atomic_t        oom_wakeups;
313
314         int     swappiness;
315         /* OOM-Killer disable */
316         int             oom_kill_disable;
317
318         /* set when res.limit == memsw.limit */
319         bool            memsw_is_minimum;
320
321         /* protect arrays of thresholds */
322         struct mutex thresholds_lock;
323
324         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
325         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
326
327         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
328         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
329
330         /* For oom notifier event fd */
331         struct list_head oom_notify;
332
333         /*
334          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
335          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
336          */
337         unsigned long move_charge_at_immigrate;
338         /*
339          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
340          */
341         atomic_t        moving_account;
342         /* taken only while moving_account > 0 */
343         spinlock_t      move_lock;
344         /*
345          * percpu counter.
346          */
347         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
348         /*
349          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
350          * See mem_cgroup_read_stat().
351          */
352         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
353         spinlock_t pcp_counter_lock;
354
355         atomic_t        dead_count;
356 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
357         struct cg_proto tcp_mem;
358 #endif
359 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
360         /* analogous to slab_common's slab_caches list. per-memcg */
361         struct list_head memcg_slab_caches;
362         /* Not a spinlock, we can take a lot of time walking the list */
363         struct mutex slab_caches_mutex;
364         /* Index in the kmem_cache->memcg_params->memcg_caches array */
365         int kmemcg_id;
366 #endif
367
368         int last_scanned_node;
369 #if MAX_NUMNODES > 1
370         nodemask_t      scan_nodes;
371         atomic_t        numainfo_events;
372         atomic_t        numainfo_updating;
373 #endif
374
375         /* List of events which userspace want to receive */
376         struct list_head event_list;
377         spinlock_t event_list_lock;
378
379         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[0];
380         /* WARNING: nodeinfo must be the last member here */
381 };
382
383 /* internal only representation about the status of kmem accounting. */
384 enum {
385         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, /* accounted by this cgroup itself */
386         KMEM_ACCOUNTED_DEAD, /* dead memcg with pending kmem charges */
387 };
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_mark_dead(struct mem_cgroup *memcg)
401 {
402         /*
403          * Our caller must use css_get() first, because memcg_uncharge_kmem()
404          * will call css_put() if it sees the memcg is dead.
405          */
406         smp_wmb();
407         if (test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags))
408                 set_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD, &memcg->kmem_account_flags);
409 }
410
411 static bool memcg_kmem_test_and_clear_dead(struct mem_cgroup *memcg)
412 {
413         return test_and_clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD,
414                                   &memcg->kmem_account_flags);
415 }
416 #endif
417
418 /* Stuffs for move charges at task migration. */
419 /*
420  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" and
421  * "immigrate_flags" are treated as a left-shifted bitmap of these types.
422  */
423 enum move_type {
424         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
425         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
426         NR_MOVE_TYPE,
427 };
428
429 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
430 static struct move_charge_struct {
431         spinlock_t        lock; /* for from, to */
432         struct mem_cgroup *from;
433         struct mem_cgroup *to;
434         unsigned long immigrate_flags;
435         unsigned long precharge;
436         unsigned long moved_charge;
437         unsigned long moved_swap;
438         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
439         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
440 } mc = {
441         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
442         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
443 };
444
445 static bool move_anon(void)
446 {
447         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON, &mc.immigrate_flags);
448 }
449
450 static bool move_file(void)
451 {
452         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE, &mc.immigrate_flags);
453 }
454
455 /*
456  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
457  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
458  */
459 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
460 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
461
462 enum charge_type {
463         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
464         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
465         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
466         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
467         NR_CHARGE_TYPE,
468 };
469
470 /* for encoding cft->private value on file */
471 enum res_type {
472         _MEM,
473         _MEMSWAP,
474         _OOM_TYPE,
475         _KMEM,
476 };
477
478 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
479 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
480 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
481 /* Used for OOM nofiier */
482 #define OOM_CONTROL             (0)
483
484 /*
485  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
486  */
487 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
488 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
489 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
490 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
491
492 /*
493  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
494  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
495  * appearing has to hold it as well.
496  */
497 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
498
499 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
500 {
501         return s ? container_of(s, struct mem_cgroup, css) : NULL;
502 }
503
504 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
505 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
506 {
507         if (!memcg)
508                 memcg = root_mem_cgroup;
509         return &memcg->vmpressure;
510 }
511
512 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
513 {
514         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
515 }
516
517 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
518 {
519         return (memcg == root_mem_cgroup);
520 }
521
522 /*
523  * We restrict the id in the range of [1, 65535], so it can fit into
524  * an unsigned short.
525  */
526 #define MEM_CGROUP_ID_MAX       USHRT_MAX
527
528 static inline unsigned short mem_cgroup_id(struct mem_cgroup *memcg)
529 {
530         /*
531          * The ID of the root cgroup is 0, but memcg treat 0 as an
532          * invalid ID, so we return (cgroup_id + 1).
533          */
534         return memcg->css.cgroup->id + 1;
535 }
536
537 static inline struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
538 {
539         struct cgroup_subsys_state *css;
540
541         css = css_from_id(id - 1, &mem_cgroup_subsys);
542         return mem_cgroup_from_css(css);
543 }
544
545 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
546 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
547
548 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
549 {
550         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
551                 struct mem_cgroup *memcg;
552                 struct cg_proto *cg_proto;
553
554                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
555
556                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
557                  * filled. It won't however, necessarily happen from
558                  * process context. So the test for root memcg given
559                  * the current task's memcg won't help us in this case.
560                  *
561                  * Respecting the original socket's memcg is a better
562                  * decision in this case.
563                  */
564                 if (sk->sk_cgrp) {
565                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
566                         css_get(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
567                         return;
568                 }
569
570                 rcu_read_lock();
571                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
572                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
573                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
574                     memcg_proto_active(cg_proto) && css_tryget(&memcg->css)) {
575                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
576                 }
577                 rcu_read_unlock();
578         }
579 }
580 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
581
582 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
583 {
584         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
585                 struct mem_cgroup *memcg;
586                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
587                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
588                 css_put(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
589         }
590 }
591
592 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
593 {
594         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
595                 return NULL;
596
597         return &memcg->tcp_mem;
598 }
599 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
600
601 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
602 {
603         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem))
604                 return;
605         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
606 }
607 #else
608 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
609 {
610 }
611 #endif
612
613 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
614 /*
615  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params->memcg_caches.
616  * The main reason for not using cgroup id for this:
617  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
618  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
619  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
620  *  200 entry array for that.
621  *
622  * The current size of the caches array is stored in
623  * memcg_limited_groups_array_size.  It will double each time we have to
624  * increase it.
625  */
626 static DEFINE_IDA(kmem_limited_groups);
627 int memcg_limited_groups_array_size;
628
629 /*
630  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
631  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
632  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
633  * tunable, but that is strictly not necessary.
634  *
635  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
636  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
637  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
638  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
639  * increase ours as well if it increases.
640  */
641 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
642 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
643
644 /*
645  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
646  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
647  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
648  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
649  */
650 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
651 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
652
653 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
654 {
655         if (memcg_kmem_is_active(memcg)) {
656                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
657                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg->kmemcg_id);
658         }
659         /*
660          * This check can't live in kmem destruction function,
661          * since the charges will outlive the cgroup
662          */
663         WARN_ON(res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0);
664 }
665 #else
666 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
667 {
668 }
669 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
670
671 static void disarm_static_keys(struct mem_cgroup *memcg)
672 {
673         disarm_sock_keys(memcg);
674         disarm_kmem_keys(memcg);
675 }
676
677 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
678
679 static struct mem_cgroup_per_zone *
680 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
681 {
682         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
683         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
684 }
685
686 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
687 {
688         return &memcg->css;
689 }
690
691 static struct mem_cgroup_per_zone *
692 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
693 {
694         int nid = page_to_nid(page);
695         int zid = page_zonenum(page);
696
697         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
698 }
699
700 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
701 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
702 {
703         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
704 }
705
706 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
707 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
708 {
709         int nid = page_to_nid(page);
710         int zid = page_zonenum(page);
711
712         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
713 }
714
715 static void
716 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
717                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
718                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
719                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
720 {
721         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
722         struct rb_node *parent = NULL;
723         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
724
725         if (mz->on_tree)
726                 return;
727
728         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
729         if (!mz->usage_in_excess)
730                 return;
731         while (*p) {
732                 parent = *p;
733                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
734                                         tree_node);
735                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
736                         p = &(*p)->rb_left;
737                 /*
738                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
739                  * limit by the same amount
740                  */
741                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
742                         p = &(*p)->rb_right;
743         }
744         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
745         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
746         mz->on_tree = true;
747 }
748
749 static void
750 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
751                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
752                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
753 {
754         if (!mz->on_tree)
755                 return;
756         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
757         mz->on_tree = false;
758 }
759
760 static void
761 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
762                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
763                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
764 {
765         spin_lock(&mctz->lock);
766         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
767         spin_unlock(&mctz->lock);
768 }
769
770
771 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
772 {
773         unsigned long long excess;
774         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
775         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
776         int nid = page_to_nid(page);
777         int zid = page_zonenum(page);
778         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
779
780         /*
781          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
782          * because their event counter is not touched.
783          */
784         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
785                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
786                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
787                 /*
788                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
789                  * mem is over its softlimit.
790                  */
791                 if (excess || mz->on_tree) {
792                         spin_lock(&mctz->lock);
793                         /* if on-tree, remove it */
794                         if (mz->on_tree)
795                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
796                         /*
797                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
798                          * If excess is 0, no tree ops.
799                          */
800                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
801                         spin_unlock(&mctz->lock);
802                 }
803         }
804 }
805
806 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
807 {
808         int node, zone;
809         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
810         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
811
812         for_each_node(node) {
813                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
814                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
815                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
816                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
817                 }
818         }
819 }
820
821 static struct mem_cgroup_per_zone *
822 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
823 {
824         struct rb_node *rightmost = NULL;
825         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
826
827 retry:
828         mz = NULL;
829         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
830         if (!rightmost)
831                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
832
833         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
834         /*
835          * Remove the node now but someone else can add it back,
836          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
837          * position in the tree.
838          */
839         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
840         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
841                 !css_tryget(&mz->memcg->css))
842                 goto retry;
843 done:
844         return mz;
845 }
846
847 static struct mem_cgroup_per_zone *
848 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
849 {
850         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
851
852         spin_lock(&mctz->lock);
853         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
854         spin_unlock(&mctz->lock);
855         return mz;
856 }
857
858 /*
859  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
860  *
861  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
862  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
863  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
864  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
865  *
866  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
867  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
868  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
869  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
870  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
871  *
872  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
873  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
874  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
875  * implemented.
876  */
877 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
878                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
879 {
880         long val = 0;
881         int cpu;
882
883         get_online_cpus();
884         for_each_online_cpu(cpu)
885                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
886 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
887         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
888         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
889         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
890 #endif
891         put_online_cpus();
892         return val;
893 }
894
895 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
896                                          bool charge)
897 {
898         int val = (charge) ? 1 : -1;
899         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
900 }
901
902 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
903                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
904 {
905         unsigned long val = 0;
906         int cpu;
907
908         get_online_cpus();
909         for_each_online_cpu(cpu)
910                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
911 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
912         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
913         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
914         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
915 #endif
916         put_online_cpus();
917         return val;
918 }
919
920 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
921                                          struct page *page,
922                                          bool anon, int nr_pages)
923 {
924         preempt_disable();
925
926         /*
927          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
928          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
929          */
930         if (anon)
931                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
932                                 nr_pages);
933         else
934                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
935                                 nr_pages);
936
937         if (PageTransHuge(page))
938                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
939                                 nr_pages);
940
941         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
942         if (nr_pages > 0)
943                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
944         else {
945                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
946                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
947         }
948
949         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
950
951         preempt_enable();
952 }
953
954 unsigned long
955 mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
956 {
957         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
958
959         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
960         return mz->lru_size[lru];
961 }
962
963 static unsigned long
964 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
965                         unsigned int lru_mask)
966 {
967         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
968         enum lru_list lru;
969         unsigned long ret = 0;
970
971         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
972
973         for_each_lru(lru) {
974                 if (BIT(lru) & lru_mask)
975                         ret += mz->lru_size[lru];
976         }
977         return ret;
978 }
979
980 static unsigned long
981 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
982                         int nid, unsigned int lru_mask)
983 {
984         u64 total = 0;
985         int zid;
986
987         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
988                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
989                                                 nid, zid, lru_mask);
990
991         return total;
992 }
993
994 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
995                         unsigned int lru_mask)
996 {
997         int nid;
998         u64 total = 0;
999
1000         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
1001                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
1002         return total;
1003 }
1004
1005 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
1006                                        enum mem_cgroup_events_target target)
1007 {
1008         unsigned long val, next;
1009
1010         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
1011         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
1012         /* from time_after() in jiffies.h */
1013         if ((long)next - (long)val < 0) {
1014                 switch (target) {
1015                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
1016                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
1017                         break;
1018                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
1019                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
1020                         break;
1021                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
1022                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
1023                         break;
1024                 default:
1025                         break;
1026                 }
1027                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
1028                 return true;
1029         }
1030         return false;
1031 }
1032
1033 /*
1034  * Check events in order.
1035  *
1036  */
1037 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
1038 {
1039         preempt_disable();
1040         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
1041         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1042                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
1043                 bool do_softlimit;
1044                 bool do_numainfo __maybe_unused;
1045
1046                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1047                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
1048 #if MAX_NUMNODES > 1
1049                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1050                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
1051 #endif
1052                 preempt_enable();
1053
1054                 mem_cgroup_threshold(memcg);
1055                 if (unlikely(do_softlimit))
1056                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
1057 #if MAX_NUMNODES > 1
1058                 if (unlikely(do_numainfo))
1059                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
1060 #endif
1061         } else
1062                 preempt_enable();
1063 }
1064
1065 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1066 {
1067         /*
1068          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1069          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1070          * So this can be called with p == NULL.
1071          */
1072         if (unlikely(!p))
1073                 return NULL;
1074
1075         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, mem_cgroup_subsys_id));
1076 }
1077
1078 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1079 {
1080         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1081
1082         if (!mm)
1083                 return NULL;
1084         /*
1085          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
1086          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
1087          * pessimistic (rather than adding locks here).
1088          */
1089         rcu_read_lock();
1090         do {
1091                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1092                 if (unlikely(!memcg))
1093                         break;
1094         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1095         rcu_read_unlock();
1096         return memcg;
1097 }
1098
1099 /*
1100  * Returns a next (in a pre-order walk) alive memcg (with elevated css
1101  * ref. count) or NULL if the whole root's subtree has been visited.
1102  *
1103  * helper function to be used by mem_cgroup_iter
1104  */
1105 static struct mem_cgroup *__mem_cgroup_iter_next(struct mem_cgroup *root,
1106                 struct mem_cgroup *last_visited)
1107 {
1108         struct cgroup_subsys_state *prev_css, *next_css;
1109
1110         prev_css = last_visited ? &last_visited->css : NULL;
1111 skip_node:
1112         next_css = css_next_descendant_pre(prev_css, &root->css);
1113
1114         /*
1115          * Even if we found a group we have to make sure it is
1116          * alive. css && !memcg means that the groups should be
1117          * skipped and we should continue the tree walk.
1118          * last_visited css is safe to use because it is
1119          * protected by css_get and the tree walk is rcu safe.
1120          */
1121         if (next_css) {
1122                 if ((next_css->flags & CSS_ONLINE) && css_tryget(next_css))
1123                         return mem_cgroup_from_css(next_css);
1124                 else {
1125                         prev_css = next_css;
1126                         goto skip_node;
1127                 }
1128         }
1129
1130         return NULL;
1131 }
1132
1133 static void mem_cgroup_iter_invalidate(struct mem_cgroup *root)
1134 {
1135         /*
1136          * When a group in the hierarchy below root is destroyed, the
1137          * hierarchy iterator can no longer be trusted since it might
1138          * have pointed to the destroyed group.  Invalidate it.
1139          */
1140         atomic_inc(&root->dead_count);
1141 }
1142
1143 static struct mem_cgroup *
1144 mem_cgroup_iter_load(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1145                      struct mem_cgroup *root,
1146                      int *sequence)
1147 {
1148         struct mem_cgroup *position = NULL;
1149         /*
1150          * A cgroup destruction happens in two stages: offlining and
1151          * release.  They are separated by a RCU grace period.
1152          *
1153          * If the iterator is valid, we may still race with an
1154          * offlining.  The RCU lock ensures the object won't be
1155          * released, tryget will fail if we lost the race.
1156          */
1157         *sequence = atomic_read(&root->dead_count);
1158         if (iter->last_dead_count == *sequence) {
1159                 smp_rmb();
1160                 position = iter->last_visited;
1161
1162                 /*
1163                  * We cannot take a reference to root because we might race
1164                  * with root removal and returning NULL would end up in
1165                  * an endless loop on the iterator user level when root
1166                  * would be returned all the time.
1167                  */
1168                 if (position && position != root &&
1169                                 !css_tryget(&position->css))
1170                         position = NULL;
1171         }
1172         return position;
1173 }
1174
1175 static void mem_cgroup_iter_update(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1176                                    struct mem_cgroup *last_visited,
1177                                    struct mem_cgroup *new_position,
1178                                    struct mem_cgroup *root,
1179                                    int sequence)
1180 {
1181         /* root reference counting symmetric to mem_cgroup_iter_load */
1182         if (last_visited && last_visited != root)
1183                 css_put(&last_visited->css);
1184         /*
1185          * We store the sequence count from the time @last_visited was
1186          * loaded successfully instead of rereading it here so that we
1187          * don't lose destruction events in between.  We could have
1188          * raced with the destruction of @new_position after all.
1189          */
1190         iter->last_visited = new_position;
1191         smp_wmb();
1192         iter->last_dead_count = sequence;
1193 }
1194
1195 /**
1196  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1197  * @root: hierarchy root
1198  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1199  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1200  *
1201  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1202  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1203  *
1204  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1205  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1206  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1207  *
1208  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
1209  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1210  * reclaimers operating on the same zone and priority.
1211  */
1212 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1213                                    struct mem_cgroup *prev,
1214                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1215 {
1216         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1217         struct mem_cgroup *last_visited = NULL;
1218
1219         if (mem_cgroup_disabled())
1220                 return NULL;
1221
1222         if (!root)
1223                 root = root_mem_cgroup;
1224
1225         if (prev && !reclaim)
1226                 last_visited = prev;
1227
1228         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1229                 if (prev)
1230                         goto out_css_put;
1231                 return root;
1232         }
1233
1234         rcu_read_lock();
1235         while (!memcg) {
1236                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1237                 int uninitialized_var(seq);
1238
1239                 if (reclaim) {
1240                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
1241                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
1242                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1243
1244                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
1245                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
1246                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation) {
1247                                 iter->last_visited = NULL;
1248                                 goto out_unlock;
1249                         }
1250
1251                         last_visited = mem_cgroup_iter_load(iter, root, &seq);
1252                 }
1253
1254                 memcg = __mem_cgroup_iter_next(root, last_visited);
1255
1256                 if (reclaim) {
1257                         mem_cgroup_iter_update(iter, last_visited, memcg, root,
1258                                         seq);
1259
1260                         if (!memcg)
1261                                 iter->generation++;
1262                         else if (!prev && memcg)
1263                                 reclaim->generation = iter->generation;
1264                 }
1265
1266                 if (prev && !memcg)
1267                         goto out_unlock;
1268         }
1269 out_unlock:
1270         rcu_read_unlock();
1271 out_css_put:
1272         if (prev && prev != root)
1273                 css_put(&prev->css);
1274
1275         return memcg;
1276 }
1277
1278 /**
1279  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1280  * @root: hierarchy root
1281  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1282  */
1283 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1284                            struct mem_cgroup *prev)
1285 {
1286         if (!root)
1287                 root = root_mem_cgroup;
1288         if (prev && prev != root)
1289                 css_put(&prev->css);
1290 }
1291
1292 /*
1293  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1294  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1295  * be used for reference counting.
1296  */
1297 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1298         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1299              iter != NULL;                              \
1300              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1301
1302 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1303         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1304              iter != NULL;                              \
1305              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1306
1307 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1308 {
1309         struct mem_cgroup *memcg;
1310
1311         rcu_read_lock();
1312         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1313         if (unlikely(!memcg))
1314                 goto out;
1315
1316         switch (idx) {
1317         case PGFAULT:
1318                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1319                 break;
1320         case PGMAJFAULT:
1321                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1322                 break;
1323         default:
1324                 BUG();
1325         }
1326 out:
1327         rcu_read_unlock();
1328 }
1329 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1330
1331 /**
1332  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1333  * @zone: zone of the wanted lruvec
1334  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1335  *
1336  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1337  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1338  * is disabled.
1339  */
1340 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1341                                       struct mem_cgroup *memcg)
1342 {
1343         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1344         struct lruvec *lruvec;
1345
1346         if (mem_cgroup_disabled()) {
1347                 lruvec = &zone->lruvec;
1348                 goto out;
1349         }
1350
1351         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1352         lruvec = &mz->lruvec;
1353 out:
1354         /*
1355          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1356          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1357          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1358          */
1359         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1360                 lruvec->zone = zone;
1361         return lruvec;
1362 }
1363
1364 /*
1365  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1366  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1367  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1368  *
1369  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1370  * 1. charge
1371  * 2. moving account
1372  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1373  * It is added to LRU before charge.
1374  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1375  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1376  */
1377
1378 /**
1379  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1380  * @page: the page
1381  * @zone: zone of the page
1382  */
1383 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1384 {
1385         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1386         struct mem_cgroup *memcg;
1387         struct page_cgroup *pc;
1388         struct lruvec *lruvec;
1389
1390         if (mem_cgroup_disabled()) {
1391                 lruvec = &zone->lruvec;
1392                 goto out;
1393         }
1394
1395         pc = lookup_page_cgroup(page);
1396         memcg = pc->mem_cgroup;
1397
1398         /*
1399          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1400          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1401          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1402          *
1403          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1404          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1405          * of pc->mem_cgroup safe.
1406          */
1407         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1408                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1409
1410         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1411         lruvec = &mz->lruvec;
1412 out:
1413         /*
1414          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1415          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1416          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1417          */
1418         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1419                 lruvec->zone = zone;
1420         return lruvec;
1421 }
1422
1423 /**
1424  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1425  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1426  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1427  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1428  *
1429  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1430  * lru list.
1431  */
1432 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1433                                 int nr_pages)
1434 {
1435         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1436         unsigned long *lru_size;
1437
1438         if (mem_cgroup_disabled())
1439                 return;
1440
1441         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1442         lru_size = mz->lru_size + lru;
1443         *lru_size += nr_pages;
1444         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1445 }
1446
1447 /*
1448  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1449  * hierarchy subtree
1450  */
1451 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1452                                   struct mem_cgroup *memcg)
1453 {
1454         if (root_memcg == memcg)
1455                 return true;
1456         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1457                 return false;
1458         return cgroup_is_descendant(memcg->css.cgroup, root_memcg->css.cgroup);
1459 }
1460
1461 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1462                                        struct mem_cgroup *memcg)
1463 {
1464         bool ret;
1465
1466         rcu_read_lock();
1467         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1468         rcu_read_unlock();
1469         return ret;
1470 }
1471
1472 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task,
1473                         const struct mem_cgroup *memcg)
1474 {
1475         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1476         struct task_struct *p;
1477         bool ret;
1478
1479         p = find_lock_task_mm(task);
1480         if (p) {
1481                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1482                 task_unlock(p);
1483         } else {
1484                 /*
1485                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1486                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1487                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1488                  */
1489                 rcu_read_lock();
1490                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1491                 if (curr)
1492                         css_get(&curr->css);
1493                 rcu_read_unlock();
1494         }
1495         if (!curr)
1496                 return false;
1497         /*
1498          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1499          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1500          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1501          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1502          */
1503         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1504         css_put(&curr->css);
1505         return ret;
1506 }
1507
1508 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1509 {
1510         unsigned long inactive_ratio;
1511         unsigned long inactive;
1512         unsigned long active;
1513         unsigned long gb;
1514
1515         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1516         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1517
1518         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1519         if (gb)
1520                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1521         else
1522                 inactive_ratio = 1;
1523
1524         return inactive * inactive_ratio < active;
1525 }
1526
1527 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1528         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1529
1530 /**
1531  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1532  * @memcg: the memory cgroup
1533  *
1534  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1535  * pages.
1536  */
1537 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1538 {
1539         unsigned long long margin;
1540
1541         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1542         if (do_swap_account)
1543                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1544         return margin >> PAGE_SHIFT;
1545 }
1546
1547 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1548 {
1549         /* root ? */
1550         if (!css_parent(&memcg->css))
1551                 return vm_swappiness;
1552
1553         return memcg->swappiness;
1554 }
1555
1556 /*
1557  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1558  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1559  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1560  * rcu_read_lock(), like this:
1561  *
1562  *         CPU-A                                    CPU-B
1563  *                                              rcu_read_lock()
1564  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1565  *                                                   take heavy locks.
1566  *         synchronize_rcu()                    update something.
1567  *                                              rcu_read_unlock()
1568  *         start move here.
1569  */
1570
1571 /* for quick checking without looking up memcg */
1572 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1573
1574 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1575 {
1576         atomic_inc(&memcg_moving);
1577         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1578         synchronize_rcu();
1579 }
1580
1581 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1582 {
1583         /*
1584          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1585          * We check NULL in callee rather than caller.
1586          */
1587         if (memcg) {
1588                 atomic_dec(&memcg_moving);
1589                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1590         }
1591 }
1592
1593 /*
1594  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1595  *
1596  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1597  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1598  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1599  *
1600  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1601  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1602  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1603  */
1604
1605 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1606 {
1607         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1608         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1609 }
1610
1611 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1612 {
1613         struct mem_cgroup *from;
1614         struct mem_cgroup *to;
1615         bool ret = false;
1616         /*
1617          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1618          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1619          */
1620         spin_lock(&mc.lock);
1621         from = mc.from;
1622         to = mc.to;
1623         if (!from)
1624                 goto unlock;
1625
1626         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1627                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1628 unlock:
1629         spin_unlock(&mc.lock);
1630         return ret;
1631 }
1632
1633 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1634 {
1635         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1636                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1637                         DEFINE_WAIT(wait);
1638                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1639                         /* moving charge context might have finished. */
1640                         if (mc.moving_task)
1641                                 schedule();
1642                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1643                         return true;
1644                 }
1645         }
1646         return false;
1647 }
1648
1649 /*
1650  * Take this lock when
1651  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1652  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1653  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1654  */
1655 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1656                                   unsigned long *flags)
1657 {
1658         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1659 }
1660
1661 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1662                                 unsigned long *flags)
1663 {
1664         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1665 }
1666
1667 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1668 /**
1669  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1670  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1671  * @p: Task that is going to be killed
1672  *
1673  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1674  * enabled
1675  */
1676 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1677 {
1678         /*
1679          * protects memcg_name and makes sure that parallel ooms do not
1680          * interleave
1681          */
1682         static DEFINE_SPINLOCK(oom_info_lock);
1683         struct cgroup *task_cgrp;
1684         struct cgroup *mem_cgrp;
1685         static char memcg_name[PATH_MAX];
1686         int ret;
1687         struct mem_cgroup *iter;
1688         unsigned int i;
1689
1690         if (!p)
1691                 return;
1692
1693         spin_lock(&oom_info_lock);
1694         rcu_read_lock();
1695
1696         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1697         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1698
1699         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1700         if (ret < 0) {
1701                 /*
1702                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1703                  * But we'll still print out the usage information
1704                  */
1705                 rcu_read_unlock();
1706                 goto done;
1707         }
1708         rcu_read_unlock();
1709
1710         pr_info("Task in %s killed", memcg_name);
1711
1712         rcu_read_lock();
1713         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1714         if (ret < 0) {
1715                 rcu_read_unlock();
1716                 goto done;
1717         }
1718         rcu_read_unlock();
1719
1720         /*
1721          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1722          */
1723         pr_cont(" as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1724 done:
1725
1726         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1727                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1728                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1729                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1730         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1731                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1732                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1733                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1734         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1735                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) >> 10,
1736                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_LIMIT) >> 10,
1737                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_FAILCNT));
1738
1739         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1740                 pr_info("Memory cgroup stats");
1741
1742                 rcu_read_lock();
1743                 ret = cgroup_path(iter->css.cgroup, memcg_name, PATH_MAX);
1744                 if (!ret)
1745                         pr_cont(" for %s", memcg_name);
1746                 rcu_read_unlock();
1747                 pr_cont(":");
1748
1749                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1750                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1751                                 continue;
1752                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1753                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1754                 }
1755
1756                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1757                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1758                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1759
1760                 pr_cont("\n");
1761         }
1762         spin_unlock(&oom_info_lock);
1763 }
1764
1765 /*
1766  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1767  * 1(self count) if no children.
1768  */
1769 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1770 {
1771         int num = 0;
1772         struct mem_cgroup *iter;
1773
1774         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1775                 num++;
1776         return num;
1777 }
1778
1779 /*
1780  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1781  */
1782 static u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1783 {
1784         u64 limit;
1785
1786         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1787
1788         /*
1789          * Do not consider swap space if we cannot swap due to swappiness
1790          */
1791         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1792                 u64 memsw;
1793
1794                 limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1795                 memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1796
1797                 /*
1798                  * If memsw is finite and limits the amount of swap space
1799                  * available to this memcg, return that limit.
1800                  */
1801                 limit = min(limit, memsw);
1802         }
1803
1804         return limit;
1805 }
1806
1807 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1808                                      int order)
1809 {
1810         struct mem_cgroup *iter;
1811         unsigned long chosen_points = 0;
1812         unsigned long totalpages;
1813         unsigned int points = 0;
1814         struct task_struct *chosen = NULL;
1815
1816         /*
1817          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1818          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1819          * quickly exit and free its memory.
1820          */
1821         if (fatal_signal_pending(current) || current->flags & PF_EXITING) {
1822                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1823                 return;
1824         }
1825
1826         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1827         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) >> PAGE_SHIFT ? : 1;
1828         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1829                 struct css_task_iter it;
1830                 struct task_struct *task;
1831
1832                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
1833                 while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1834                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1835                                                         false)) {
1836                         case OOM_SCAN_SELECT:
1837                                 if (chosen)
1838                                         put_task_struct(chosen);
1839                                 chosen = task;
1840                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1841                                 get_task_struct(chosen);
1842                                 /* fall through */
1843                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1844                                 continue;
1845                         case OOM_SCAN_ABORT:
1846                                 css_task_iter_end(&it);
1847                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1848                                 if (chosen)
1849                                         put_task_struct(chosen);
1850                                 return;
1851                         case OOM_SCAN_OK:
1852                                 break;
1853                         };
1854                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1855                         if (!points || points < chosen_points)
1856                                 continue;
1857                         /* Prefer thread group leaders for display purposes */
1858                         if (points == chosen_points &&
1859                             thread_group_leader(chosen))
1860                                 continue;
1861
1862                         if (chosen)
1863                                 put_task_struct(chosen);
1864                         chosen = task;
1865                         chosen_points = points;
1866                         get_task_struct(chosen);
1867                 }
1868                 css_task_iter_end(&it);
1869         }
1870
1871         if (!chosen)
1872                 return;
1873         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1874         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1875                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1876 }
1877
1878 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1879                                         gfp_t gfp_mask,
1880                                         unsigned long flags)
1881 {
1882         unsigned long total = 0;
1883         bool noswap = false;
1884         int loop;
1885
1886         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1887                 noswap = true;
1888         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1889                 noswap = true;
1890
1891         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1892                 if (loop)
1893                         drain_all_stock_async(memcg);
1894                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1895                 /*
1896                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1897                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1898                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1899                  */
1900                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1901                         break;
1902                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1903                         break;
1904                 /*
1905                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1906                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1907                  */
1908                 if (loop && !total)
1909                         break;
1910         }
1911         return total;
1912 }
1913
1914 /**
1915  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1916  * @memcg: the target memcg
1917  * @nid: the node ID to be checked.
1918  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1919  *
1920  * This function returns whether the specified memcg contains any
1921  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1922  * pages in the node.
1923  */
1924 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1925                 int nid, bool noswap)
1926 {
1927         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1928                 return true;
1929         if (noswap || !total_swap_pages)
1930                 return false;
1931         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1932                 return true;
1933         return false;
1934
1935 }
1936 #if MAX_NUMNODES > 1
1937
1938 /*
1939  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1940  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1941  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1942  *
1943  */
1944 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1945 {
1946         int nid;
1947         /*
1948          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1949          * pagein/pageout changes since the last update.
1950          */
1951         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1952                 return;
1953         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1954                 return;
1955
1956         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1957         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1958
1959         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1960
1961                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1962                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1963         }
1964
1965         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1966         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1967 }
1968
1969 /*
1970  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1971  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1972  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1973  *
1974  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1975  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1976  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1977  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1978  *
1979  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1980  */
1981 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1982 {
1983         int node;
1984
1985         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1986         node = memcg->last_scanned_node;
1987
1988         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1989         if (node == MAX_NUMNODES)
1990                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1991         /*
1992          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1993          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1994          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1995          * we use curret node.
1996          */
1997         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1998                 node = numa_node_id();
1999
2000         memcg->last_scanned_node = node;
2001         return node;
2002 }
2003
2004 /*
2005  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
2006  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
2007  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
2008  * enough new information. We need to do double check.
2009  */
2010 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
2011 {
2012         int nid;
2013
2014         /*
2015          * quick check...making use of scan_node.
2016          * We can skip unused nodes.
2017          */
2018         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
2019                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
2020                      nid < MAX_NUMNODES;
2021                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
2022
2023                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
2024                                 return true;
2025                 }
2026         }
2027         /*
2028          * Check rest of nodes.
2029          */
2030         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2031                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
2032                         continue;
2033                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
2034                         return true;
2035         }
2036         return false;
2037 }
2038
2039 #else
2040 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
2041 {
2042         return 0;
2043 }
2044
2045 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
2046 {
2047         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
2048 }
2049 #endif
2050
2051 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
2052                                    struct zone *zone,
2053                                    gfp_t gfp_mask,
2054                                    unsigned long *total_scanned)
2055 {
2056         struct mem_cgroup *victim = NULL;
2057         int total = 0;
2058         int loop = 0;
2059         unsigned long excess;
2060         unsigned long nr_scanned;
2061         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
2062                 .zone = zone,
2063                 .priority = 0,
2064         };
2065
2066         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
2067
2068         while (1) {
2069                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
2070                 if (!victim) {
2071                         loop++;
2072                         if (loop >= 2) {
2073                                 /*
2074                                  * If we have not been able to reclaim
2075                                  * anything, it might because there are
2076                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
2077                                  */
2078                                 if (!total)
2079                                         break;
2080                                 /*
2081                                  * We want to do more targeted reclaim.
2082                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
2083                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
2084                                  * coming back to reclaim from this cgroup
2085                                  */
2086                                 if (total >= (excess >> 2) ||
2087                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
2088                                         break;
2089                         }
2090                         continue;
2091                 }
2092                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
2093                         continue;
2094                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
2095                                                      zone, &nr_scanned);
2096                 *total_scanned += nr_scanned;
2097                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
2098                         break;
2099         }
2100         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
2101         return total;
2102 }
2103
2104 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
2105 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
2106         .name = "memcg_oom_lock",
2107 };
2108 #endif
2109
2110 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
2111
2112 /*
2113  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
2114  * If someone is running, return false.
2115  */
2116 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
2117 {
2118         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
2119
2120         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2121
2122         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2123                 if (iter->oom_lock) {
2124                         /*
2125                          * this subtree of our hierarchy is already locked
2126                          * so we cannot give a lock.
2127                          */
2128                         failed = iter;
2129                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2130                         break;
2131                 } else
2132                         iter->oom_lock = true;
2133         }
2134
2135         if (failed) {
2136                 /*
2137                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
2138                  * to clean up what we set up to the failing subtree
2139                  */
2140                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2141                         if (iter == failed) {
2142                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2143                                 break;
2144                         }
2145                         iter->oom_lock = false;
2146                 }
2147         } else
2148                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
2149
2150         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2151
2152         return !failed;
2153 }
2154
2155 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
2156 {
2157         struct mem_cgroup *iter;
2158
2159         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2160         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
2161         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2162                 iter->oom_lock = false;
2163         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2164 }
2165
2166 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2167 {
2168         struct mem_cgroup *iter;
2169
2170         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2171                 atomic_inc(&iter->under_oom);
2172 }
2173
2174 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2175 {
2176         struct mem_cgroup *iter;
2177
2178         /*
2179          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
2180          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
2181          * atomic_add_unless() here.
2182          */
2183         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2184                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
2185 }
2186
2187 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
2188
2189 struct oom_wait_info {
2190         struct mem_cgroup *memcg;
2191         wait_queue_t    wait;
2192 };
2193
2194 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
2195         unsigned mode, int sync, void *arg)
2196 {
2197         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
2198         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
2199         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
2200
2201         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
2202         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
2203
2204         /*
2205          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
2206          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
2207          */
2208         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
2209                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
2210                 return 0;
2211         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
2212 }
2213
2214 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2215 {
2216         atomic_inc(&memcg->oom_wakeups);
2217         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
2218         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
2219 }
2220
2221 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
2222 {
2223         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
2224                 memcg_wakeup_oom(memcg);
2225 }
2226
2227 static void mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
2228 {
2229         if (!current->memcg_oom.may_oom)
2230                 return;
2231         /*
2232          * We are in the middle of the charge context here, so we
2233          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
2234          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
2235          *
2236          * Also, the caller may handle a failed allocation gracefully
2237          * (like optional page cache readahead) and so an OOM killer
2238          * invocation might not even be necessary.
2239          *
2240          * That's why we don't do anything here except remember the
2241          * OOM context and then deal with it at the end of the page
2242          * fault when the stack is unwound, the locks are released,
2243          * and when we know whether the fault was overall successful.
2244          */
2245         css_get(&memcg->css);
2246         current->memcg_oom.memcg = memcg;
2247         current->memcg_oom.gfp_mask = mask;
2248         current->memcg_oom.order = order;
2249 }
2250
2251 /**
2252  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
2253  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
2254  *
2255  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
2256  * handler was enabled.
2257  *
2258  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
2259  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
2260  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
2261  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
2262  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
2263  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
2264  *
2265  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
2266  * completed, %false otherwise.
2267  */
2268 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
2269 {
2270         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_oom.memcg;
2271         struct oom_wait_info owait;
2272         bool locked;
2273
2274         /* OOM is global, do not handle */
2275         if (!memcg)
2276                 return false;
2277
2278         if (!handle)
2279                 goto cleanup;
2280
2281         owait.memcg = memcg;
2282         owait.wait.flags = 0;
2283         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2284         owait.wait.private = current;
2285         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
2286
2287         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2288         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2289
2290         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
2291
2292         if (locked)
2293                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2294
2295         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
2296                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2297                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2298                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom.gfp_mask,
2299                                          current->memcg_oom.order);
2300         } else {
2301                 schedule();
2302                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2303                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2304         }
2305
2306         if (locked) {
2307                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2308                 /*
2309                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
2310                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
2311                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
2312                  */
2313                 memcg_oom_recover(memcg);
2314         }
2315 cleanup:
2316         current->memcg_oom.memcg = NULL;
2317         css_put(&memcg->css);
2318         return true;
2319 }
2320
2321 /*
2322  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
2323  * generalized to update other statistics as well.
2324  *
2325  * Notes: Race condition
2326  *
2327  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
2328  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
2329  * to do so _always_.
2330  *
2331  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
2332  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
2333  * are no race with "charge".
2334  *
2335  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
2336  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
2337  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
2338  * by flags.
2339  *
2340  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
2341  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
2342  * If there is, we take a lock.
2343  */
2344
2345 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
2346                                 bool *locked, unsigned long *flags)
2347 {
2348         struct mem_cgroup *memcg;
2349         struct page_cgroup *pc;
2350
2351         pc = lookup_page_cgroup(page);
2352 again:
2353         memcg = pc->mem_cgroup;
2354         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2355                 return;
2356         /*
2357          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
2358          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
2359          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
2360          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
2361          */
2362         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
2363                 return;
2364
2365         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2366         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2367                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2368                 goto again;
2369         }
2370         *locked = true;
2371 }
2372
2373 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
2374 {
2375         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2376
2377         /*
2378          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
2379          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
2380          * should take move_lock_mem_cgroup().
2381          */
2382         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
2383 }
2384
2385 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
2386                                  enum mem_cgroup_stat_index idx, int val)
2387 {
2388         struct mem_cgroup *memcg;
2389         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2390         unsigned long uninitialized_var(flags);
2391
2392         if (mem_cgroup_disabled())
2393                 return;
2394
2395         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
2396         memcg = pc->mem_cgroup;
2397         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2398                 return;
2399
2400         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2401 }
2402
2403 /*
2404  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2405  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2406  */
2407 #define CHARGE_BATCH    32U
2408 struct memcg_stock_pcp {
2409         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2410         unsigned int nr_pages;
2411         struct work_struct work;
2412         unsigned long flags;
2413 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2414 };
2415 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2416 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2417
2418 /**
2419  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2420  * @memcg: memcg to consume from.
2421  * @nr_pages: how many pages to charge.
2422  *
2423  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2424  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2425  * service an allocation will refill the stock.
2426  *
2427  * returns true if successful, false otherwise.
2428  */
2429 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2430 {
2431         struct memcg_stock_pcp *stock;
2432         bool ret = true;
2433
2434         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2435                 return false;
2436
2437         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2438         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages)
2439                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2440         else /* need to call res_counter_charge */
2441                 ret = false;
2442         put_cpu_var(memcg_stock);
2443         return ret;
2444 }
2445
2446 /*
2447  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2448  */
2449 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2450 {
2451         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2452
2453         if (stock->nr_pages) {
2454                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2455
2456                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2457                 if (do_swap_account)
2458                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2459                 stock->nr_pages = 0;
2460         }
2461         stock->cached = NULL;
2462 }
2463
2464 /*
2465  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2466  * a thread which is pinned to local cpu.
2467  */
2468 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2469 {
2470         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2471         drain_stock(stock);
2472         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2473 }
2474
2475 static void __init memcg_stock_init(void)
2476 {
2477         int cpu;
2478
2479         for_each_possible_cpu(cpu) {
2480                 struct memcg_stock_pcp *stock =
2481                                         &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2482                 INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
2483         }
2484 }
2485
2486 /*
2487  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2488  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2489  */
2490 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2491 {
2492         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2493
2494         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2495                 drain_stock(stock);
2496                 stock->cached = memcg;
2497         }
2498         stock->nr_pages += nr_pages;
2499         put_cpu_var(memcg_stock);
2500 }
2501
2502 /*
2503  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2504  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2505  * until the work is done.
2506  */
2507 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2508 {
2509         int cpu, curcpu;
2510
2511         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2512         get_online_cpus();
2513         curcpu = get_cpu();
2514         for_each_online_cpu(cpu) {
2515                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2516                 struct mem_cgroup *memcg;
2517
2518                 memcg = stock->cached;
2519                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2520                         continue;
2521                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2522                         continue;
2523                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2524                         if (cpu == curcpu)
2525                                 drain_local_stock(&stock->work);
2526                         else
2527                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2528                 }
2529         }
2530         put_cpu();
2531
2532         if (!sync)
2533                 goto out;
2534
2535         for_each_online_cpu(cpu) {
2536                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2537                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2538                         flush_work(&stock->work);
2539         }
2540 out:
2541         put_online_cpus();
2542 }
2543
2544 /*
2545  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2546  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2547  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2548  * it.
2549  */
2550 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2551 {
2552         /*
2553          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2554          */
2555         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2556                 return;
2557         drain_all_stock(root_memcg, false);
2558         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2559 }
2560
2561 /* This is a synchronous drain interface. */
2562 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2563 {
2564         /* called when force_empty is called */
2565         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2566         drain_all_stock(root_memcg, true);
2567         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2568 }
2569
2570 /*
2571  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2572  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2573  */
2574 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2575 {
2576         int i;
2577
2578         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2579         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2580                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2581
2582                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2583                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2584         }
2585         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2586                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2587
2588                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2589                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2590         }
2591         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2592 }
2593
2594 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2595                                         unsigned long action,
2596                                         void *hcpu)
2597 {
2598         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2599         struct memcg_stock_pcp *stock;
2600         struct mem_cgroup *iter;
2601
2602         if (action == CPU_ONLINE)
2603                 return NOTIFY_OK;
2604
2605         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2606                 return NOTIFY_OK;
2607
2608         for_each_mem_cgroup(iter)
2609                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2610
2611         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2612         drain_stock(stock);
2613         return NOTIFY_OK;
2614 }
2615
2616
2617 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2618 enum {
2619         CHARGE_OK,              /* success */
2620         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2621         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2622         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2623 };
2624
2625 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2626                                 unsigned int nr_pages, unsigned int min_pages,
2627                                 bool invoke_oom)
2628 {
2629         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2630         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2631         struct res_counter *fail_res;
2632         unsigned long flags = 0;
2633         int ret;
2634
2635         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2636
2637         if (likely(!ret)) {
2638                 if (!do_swap_account)
2639                         return CHARGE_OK;
2640                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2641                 if (likely(!ret))
2642                         return CHARGE_OK;
2643
2644                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2645                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2646                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2647         } else
2648                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2649         /*
2650          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2651          * single page instead.
2652          */
2653         if (nr_pages > min_pages)
2654                 return CHARGE_RETRY;
2655
2656         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2657                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2658
2659         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2660                 return CHARGE_NOMEM;
2661
2662         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2663         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2664                 return CHARGE_RETRY;
2665         /*
2666          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2667          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2668          * before killing the task.
2669          *
2670          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2671          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2672          * to regular pages anyway in case of failure.
2673          */
2674         if (nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) && ret)
2675                 return CHARGE_RETRY;
2676
2677         /*
2678          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2679          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2680          */
2681         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2682                 return CHARGE_RETRY;
2683
2684         if (invoke_oom)
2685                 mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize));
2686
2687         return CHARGE_NOMEM;
2688 }
2689
2690 /*
2691  * __mem_cgroup_try_charge() does
2692  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2693  * 2. update res_counter
2694  * 3. call memory reclaim if necessary.
2695  *
2696  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2697  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2698  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2699  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2700  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2701  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2702  *
2703  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2704  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2705  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2706  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2707  *
2708  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2709  * the oom-killer can be invoked.
2710  */
2711 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2712                                    gfp_t gfp_mask,
2713                                    unsigned int nr_pages,
2714                                    struct mem_cgroup **ptr,
2715                                    bool oom)
2716 {
2717         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2718         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2719         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2720         int ret;
2721
2722         /*
2723          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2724          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2725          * MEMDIE process.
2726          */
2727         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2728                      || fatal_signal_pending(current)))
2729                 goto bypass;
2730
2731         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2732                 goto nomem;
2733
2734         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2735                 oom = false;
2736
2737         /*
2738          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2739          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2740          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2741          * set, if so charge the root memcg (happens for pagecache usage).
2742          */
2743         if (!*ptr && !mm)
2744                 *ptr = root_mem_cgroup;
2745 again:
2746         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2747                 memcg = *ptr;
2748                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2749                         goto done;
2750                 if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2751                         goto done;
2752                 css_get(&memcg->css);
2753         } else {
2754                 struct task_struct *p;
2755
2756                 rcu_read_lock();
2757                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2758                 /*
2759                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2760                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2761                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2762                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2763                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2764                  * small race, here.
2765                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2766                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2767                  */
2768                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2769                 if (!memcg)
2770                         memcg = root_mem_cgroup;
2771                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2772                         rcu_read_unlock();
2773                         goto done;
2774                 }
2775                 if (consume_stock(memcg, nr_pages)) {
2776                         /*
2777                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2778                          * But considering how consume_stok works, it's not
2779                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2780                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2781                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2782                          * calling consume_stock().
2783                          */
2784                         rcu_read_unlock();
2785                         goto done;
2786                 }
2787                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2788                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2789                         rcu_read_unlock();
2790                         goto again;
2791                 }
2792                 rcu_read_unlock();
2793         }
2794
2795         do {
2796                 bool invoke_oom = oom && !nr_oom_retries;
2797
2798                 /* If killed, bypass charge */
2799                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2800                         css_put(&memcg->css);
2801                         goto bypass;
2802                 }
2803
2804                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch,
2805                                            nr_pages, invoke_oom);
2806                 switch (ret) {
2807                 case CHARGE_OK:
2808                         break;
2809                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2810                         batch = nr_pages;
2811                         css_put(&memcg->css);
2812                         memcg = NULL;
2813                         goto again;
2814                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2815                         css_put(&memcg->css);
2816                         goto nomem;
2817                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2818                         if (!oom || invoke_oom) {
2819                                 css_put(&memcg->css);
2820                                 goto nomem;
2821                         }
2822                         nr_oom_retries--;
2823                         break;
2824                 }
2825         } while (ret != CHARGE_OK);
2826
2827         if (batch > nr_pages)
2828                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2829         css_put(&memcg->css);
2830 done:
2831         *ptr = memcg;
2832         return 0;
2833 nomem:
2834         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL)) {
2835                 *ptr = NULL;
2836                 return -ENOMEM;
2837         }
2838 bypass:
2839         *ptr = root_mem_cgroup;
2840         return -EINTR;
2841 }
2842
2843 /*
2844  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2845  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2846  * gotten by try_charge().
2847  */
2848 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2849                                        unsigned int nr_pages)
2850 {
2851         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2852                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2853
2854                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2855                 if (do_swap_account)
2856                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2857         }
2858 }
2859
2860 /*
2861  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2862  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2863  */
2864 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2865                                         unsigned int nr_pages)
2866 {
2867         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2868
2869         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2870                 return;
2871
2872         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2873         if (do_swap_account)
2874                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2875                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2876 }
2877
2878 /*
2879  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2880  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling css_tryget if
2881  * the mem_cgroup is used for charging. (dropping refcnt from swap can be
2882  * called against removed memcg.)
2883  */
2884 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2885 {
2886         /* ID 0 is unused ID */
2887         if (!id)
2888                 return NULL;
2889         return mem_cgroup_from_id(id);
2890 }
2891
2892 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2893 {
2894         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2895         struct page_cgroup *pc;
2896         unsigned short id;
2897         swp_entry_t ent;
2898
2899         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
2900
2901         pc = lookup_page_cgroup(page);
2902         lock_page_cgroup(pc);
2903         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2904                 memcg = pc->mem_cgroup;
2905                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2906                         memcg = NULL;
2907         } else if (PageSwapCache(page)) {
2908                 ent.val = page_private(page);
2909                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2910                 rcu_read_lock();
2911                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2912                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2913                         memcg = NULL;
2914                 rcu_read_unlock();
2915         }
2916         unlock_page_cgroup(pc);
2917         return memcg;
2918 }
2919
2920 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2921                                        struct page *page,
2922                                        unsigned int nr_pages,
2923                                        enum charge_type ctype,
2924                                        bool lrucare)
2925 {
2926         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2927         struct zone *uninitialized_var(zone);
2928         struct lruvec *lruvec;
2929         bool was_on_lru = false;
2930         bool anon;
2931
2932         lock_page_cgroup(pc);
2933         VM_BUG_ON_PAGE(PageCgroupUsed(pc), page);
2934         /*
2935          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2936          * accessed by any other context at this point.
2937          */
2938
2939         /*
2940          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2941          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2942          */
2943         if (lrucare) {
2944                 zone = page_zone(page);
2945                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2946                 if (PageLRU(page)) {
2947                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2948                         ClearPageLRU(page);
2949                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2950                         was_on_lru = true;
2951                 }
2952         }
2953
2954         pc->mem_cgroup = memcg;
2955         /*
2956          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2957          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2958          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2959          * before USED bit, we need memory barrier here.
2960          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2961          */
2962         smp_wmb();
2963         SetPageCgroupUsed(pc);
2964
2965         if (lrucare) {
2966                 if (was_on_lru) {
2967                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2968                         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2969                         SetPageLRU(page);
2970                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2971                 }
2972                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2973         }
2974
2975         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON)
2976                 anon = true;
2977         else
2978                 anon = false;
2979
2980         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, nr_pages);
2981         unlock_page_cgroup(pc);
2982
2983         /*
2984          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2985          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2986          * if they exceeds softlimit.
2987          */
2988         memcg_check_events(memcg, page);
2989 }
2990
2991 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
2992
2993 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2994 static DEFINE_MUTEX(activate_kmem_mutex);
2995
2996 static inline bool memcg_can_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2997 {
2998         return !mem_cgroup_disabled() && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
2999                 memcg_kmem_is_active(memcg);
3000 }
3001
3002 /*
3003  * This is a bit cumbersome, but it is rarely used and avoids a backpointer
3004  * in the memcg_cache_params struct.
3005  */
3006 static struct kmem_cache *memcg_params_to_cache(struct memcg_cache_params *p)
3007 {
3008         struct kmem_cache *cachep;
3009
3010         VM_BUG_ON(p->is_root_cache);
3011         cachep = p->root_cache;
3012         return cache_from_memcg_idx(cachep, memcg_cache_id(p->memcg));
3013 }
3014
3015 #ifdef CONFIG_SLABINFO
3016 static int mem_cgroup_slabinfo_read(struct seq_file *m, void *v)
3017 {
3018         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3019         struct memcg_cache_params *params;
3020
3021         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
3022                 return -EIO;
3023
3024         print_slabinfo_header(m);
3025
3026         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3027         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list)
3028                 cache_show(memcg_params_to_cache(params), m);
3029         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3030
3031         return 0;
3032 }
3033 #endif
3034
3035 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp, u64 size)
3036 {
3037         struct res_counter *fail_res;
3038         struct mem_cgroup *_memcg;
3039         int ret = 0;
3040
3041         ret = res_counter_charge(&memcg->kmem, size, &fail_res);
3042         if (ret)
3043                 return ret;
3044
3045         _memcg = memcg;
3046         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp, size >> PAGE_SHIFT,
3047                                       &_memcg, oom_gfp_allowed(gfp));
3048
3049         if (ret == -EINTR)  {
3050                 /*
3051                  * __mem_cgroup_try_charge() chosed to bypass to root due to
3052                  * OOM kill or fatal signal.  Since our only options are to
3053                  * either fail the allocation or charge it to this cgroup, do
3054                  * it as a temporary condition. But we can't fail. From a
3055                  * kmem/slab perspective, the cache has already been selected,
3056                  * by mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
3057                  * our minds.
3058                  *
3059                  * This condition will only trigger if the task entered
3060                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed during
3061                  * __mem_cgroup_try_charge() above. Tasks that were already
3062                  * dying when the allocation triggers should have been already
3063                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
3064                  */
3065                 res_counter_charge_nofail(&memcg->res, size, &fail_res);
3066                 if (do_swap_account)
3067                         res_counter_charge_nofail(&memcg->memsw, size,
3068                                                   &fail_res);
3069                 ret = 0;
3070         } else if (ret)
3071                 res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size);
3072
3073         return ret;
3074 }
3075
3076 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, u64 size)
3077 {
3078         res_counter_uncharge(&memcg->res, size);
3079         if (do_swap_account)
3080                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, size);
3081
3082         /* Not down to 0 */
3083         if (res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size))
3084                 return;
3085
3086         /*
3087          * Releases a reference taken in kmem_cgroup_css_offline in case
3088          * this last uncharge is racing with the offlining code or it is
3089          * outliving the memcg existence.
3090          *
3091          * The memory barrier imposed by test&clear is paired with the
3092          * explicit one in memcg_kmem_mark_dead().
3093          */
3094         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
3095                 css_put(&memcg->css);
3096 }
3097
3098 /*
3099  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
3100  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
3101  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
3102  */
3103 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
3104 {
3105         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
3106 }
3107
3108 static size_t memcg_caches_array_size(int num_groups)
3109 {
3110         ssize_t size;
3111         if (num_groups <= 0)
3112                 return 0;
3113
3114         size = 2 * num_groups;
3115         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
3116                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
3117         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
3118                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
3119
3120         return size;
3121 }
3122
3123 /*
3124  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
3125  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
3126  * calling this.
3127  */
3128 void memcg_update_array_size(int num)
3129 {
3130         if (num > memcg_limited_groups_array_size)
3131                 memcg_limited_groups_array_size = memcg_caches_array_size(num);
3132 }
3133
3134 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w);
3135
3136 int memcg_update_cache_size(struct kmem_cache *s, int num_groups)
3137 {
3138         struct memcg_cache_params *cur_params = s->memcg_params;
3139
3140         VM_BUG_ON(!is_root_cache(s));
3141
3142         if (num_groups > memcg_limited_groups_array_size) {
3143                 int i;
3144                 struct memcg_cache_params *new_params;
3145                 ssize_t size = memcg_caches_array_size(num_groups);
3146
3147                 size *= sizeof(void *);
3148                 size += offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
3149
3150                 new_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3151                 if (!new_params)
3152                         return -ENOMEM;
3153
3154                 new_params->is_root_cache = true;
3155
3156                 /*
3157                  * There is the chance it will be bigger than
3158                  * memcg_limited_groups_array_size, if we failed an allocation
3159                  * in a cache, in which case all caches updated before it, will
3160                  * have a bigger array.
3161                  *
3162                  * But if that is the case, the data after
3163                  * memcg_limited_groups_array_size is certainly unused
3164                  */
3165                 for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3166                         if (!cur_params->memcg_caches[i])
3167                                 continue;
3168                         new_params->memcg_caches[i] =
3169                                                 cur_params->memcg_caches[i];
3170                 }
3171
3172                 /*
3173                  * Ideally, we would wait until all caches succeed, and only
3174                  * then free the old one. But this is not worth the extra
3175                  * pointer per-cache we'd have to have for this.
3176                  *
3177                  * It is not a big deal if some caches are left with a size
3178                  * bigger than the others. And all updates will reset this
3179                  * anyway.
3180                  */
3181                 rcu_assign_pointer(s->memcg_params, new_params);
3182                 if (cur_params)
3183                         kfree_rcu(cur_params, rcu_head);
3184         }
3185         return 0;
3186 }
3187
3188 int memcg_alloc_cache_params(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s,
3189                              struct kmem_cache *root_cache)
3190 {
3191         size_t size;
3192
3193         if (!memcg_kmem_enabled())
3194                 return 0;
3195
3196         if (!memcg) {
3197                 size = offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
3198                 size += memcg_limited_groups_array_size * sizeof(void *);
3199         } else
3200                 size = sizeof(struct memcg_cache_params);
3201
3202         s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3203         if (!s->memcg_params)
3204                 return -ENOMEM;
3205
3206         if (memcg) {
3207                 s->memcg_params->memcg = memcg;
3208                 s->memcg_params->root_cache = root_cache;
3209                 INIT_WORK(&s->memcg_params->destroy,
3210                                 kmem_cache_destroy_work_func);
3211         } else
3212                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3213
3214         return 0;
3215 }
3216
3217 void memcg_free_cache_params(struct kmem_cache *s)
3218 {
3219         kfree(s->memcg_params);
3220 }
3221
3222 void memcg_register_cache(struct kmem_cache *s)
3223 {
3224         struct kmem_cache *root;
3225         struct mem_cgroup *memcg;
3226         int id;
3227
3228         if (is_root_cache(s))
3229                 return;
3230
3231         /*
3232          * Holding the slab_mutex assures nobody will touch the memcg_caches
3233          * array while we are modifying it.
3234          */
3235         lockdep_assert_held(&slab_mutex);
3236
3237         root = s->memcg_params->root_cache;
3238         memcg = s->memcg_params->memcg;
3239         id = memcg_cache_id(memcg);
3240
3241         css_get(&memcg->css);
3242
3243
3244         /*
3245          * Since readers won't lock (see cache_from_memcg_idx()), we need a
3246          * barrier here to ensure nobody will see the kmem_cache partially
3247          * initialized.
3248          */
3249         smp_wmb();
3250
3251         /*
3252          * Initialize the pointer to this cache in its parent's memcg_params
3253          * before adding it to the memcg_slab_caches list, otherwise we can
3254          * fail to convert memcg_params_to_cache() while traversing the list.
3255          */
3256         VM_BUG_ON(root->memcg_params->memcg_caches[id]);
3257         root->memcg_params->memcg_caches[id] = s;
3258
3259         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3260         list_add(&s->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
3261         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3262 }
3263
3264 void memcg_unregister_cache(struct kmem_cache *s)
3265 {
3266         struct kmem_cache *root;
3267         struct mem_cgroup *memcg;
3268         int id;
3269
3270         if (is_root_cache(s))
3271                 return;
3272
3273         /*
3274          * Holding the slab_mutex assures nobody will touch the memcg_caches
3275          * array while we are modifying it.
3276          */
3277         lockdep_assert_held(&slab_mutex);
3278
3279         root = s->memcg_params->root_cache;
3280         memcg = s->memcg_params->memcg;
3281         id = memcg_cache_id(memcg);
3282
3283         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3284         list_del(&s->memcg_params->list);
3285         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3286
3287         /*
3288          * Clear the pointer to this cache in its parent's memcg_params only
3289          * after removing it from the memcg_slab_caches list, otherwise we can
3290          * fail to convert memcg_params_to_cache() while traversing the list.
3291          */
3292         VM_BUG_ON(!root->memcg_params->memcg_caches[id]);
3293         root->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
3294
3295         css_put(&memcg->css);
3296 }
3297
3298 /*
3299  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
3300  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
3301  * enqueing new caches to be created.
3302  *
3303  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
3304  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
3305  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
3306  * objects during debug.
3307  *
3308  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
3309  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
3310  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
3311  * cache again, failing at the same point.
3312  *
3313  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
3314  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
3315  * inside the following two functions.
3316  */
3317 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
3318 {
3319         VM_BUG_ON(!current->mm);
3320         current->memcg_kmem_skip_account++;
3321 }
3322
3323 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
3324 {
3325         VM_BUG_ON(!current->mm);
3326         current->memcg_kmem_skip_account--;
3327 }
3328
3329 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w)
3330 {
3331         struct kmem_cache *cachep;
3332         struct memcg_cache_params *p;
3333
3334         p = container_of(w, struct memcg_cache_params, destroy);
3335
3336         cachep = memcg_params_to_cache(p);
3337
3338         /*
3339          * If we get down to 0 after shrink, we could delete right away.
3340          * However, memcg_release_pages() already puts us back in the workqueue
3341          * in that case. If we proceed deleting, we'll get a dangling
3342          * reference, and removing the object from the workqueue in that case
3343          * is unnecessary complication. We are not a fast path.
3344          *
3345          * Note that this case is fundamentally different from racing with
3346          * shrink_slab(): if memcg_cgroup_destroy_cache() is called in
3347          * kmem_cache_shrink, not only we would be reinserting a dead cache
3348          * into the queue, but doing so from inside the worker racing to
3349          * destroy it.
3350          *
3351          * So if we aren't down to zero, we'll just schedule a worker and try
3352          * again
3353          */
3354         if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) != 0) {
3355                 kmem_cache_shrink(cachep);
3356                 if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) == 0)
3357                         return;
3358         } else
3359                 kmem_cache_destroy(cachep);
3360 }
3361
3362 void mem_cgroup_destroy_cache(struct kmem_cache *cachep)
3363 {
3364         if (!cachep->memcg_params->dead)
3365                 return;
3366
3367         /*
3368          * There are many ways in which we can get here.
3369          *
3370          * We can get to a memory-pressure situation while the delayed work is
3371          * still pending to run. The vmscan shrinkers can then release all
3372          * cache memory and get us to destruction. If this is the case, we'll
3373          * be executed twice, which is a bug (the second time will execute over
3374          * bogus data). In this case, cancelling the work should be fine.
3375          *
3376          * But we can also get here from the worker itself, if
3377          * kmem_cache_shrink is enough to shake all the remaining objects and
3378          * get the page count to 0. In this case, we'll deadlock if we try to
3379          * cancel the work (the worker runs with an internal lock held, which
3380          * is the same lock we would hold for cancel_work_sync().)
3381          *
3382          * Since we can't possibly know who got us here, just refrain from
3383          * running if there is already work pending
3384          */
3385         if (work_pending(&cachep->memcg_params->destroy))
3386                 return;
3387         /*
3388          * We have to defer the actual destroying to a workqueue, because
3389          * we might currently be in a context that cannot sleep.
3390          */
3391         schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3392 }
3393
3394 static struct kmem_cache *memcg_create_kmem_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3395                                                   struct kmem_cache *s)
3396 {
3397         struct kmem_cache *new;
3398         static char *tmp_name = NULL;
3399         static DEFINE_MUTEX(mutex);     /* protects tmp_name */
3400
3401         BUG_ON(!memcg_can_account_kmem(memcg));
3402
3403         mutex_lock(&mutex);
3404         /*
3405          * kmem_cache_create_memcg duplicates the given name and
3406          * cgroup_name for this name requires RCU context.
3407          * This static temporary buffer is used to prevent from
3408          * pointless shortliving allocation.
3409          */
3410         if (!tmp_name) {
3411                 tmp_name = kmalloc(PATH_MAX, GFP_KERNEL);
3412                 if (!tmp_name)
3413                         return NULL;
3414         }
3415
3416         rcu_read_lock();
3417         snprintf(tmp_name, PATH_MAX, "%s(%d:%s)", s->name,
3418                          memcg_cache_id(memcg), cgroup_name(memcg->css.cgroup));
3419         rcu_read_unlock();
3420
3421         new = kmem_cache_create_memcg(memcg, tmp_name, s->object_size, s->align,
3422                                       (s->flags & ~SLAB_PANIC), s->ctor, s);
3423
3424         if (new)
3425                 new->allocflags |= __GFP_KMEMCG;
3426         else
3427                 new = s;
3428
3429         mutex_unlock(&mutex);
3430         return new;
3431 }
3432
3433 void kmem_cache_destroy_memcg_children(struct kmem_cache *s)
3434 {
3435         struct kmem_cache *c;
3436         int i;
3437
3438         if (!s->memcg_params)
3439                 return;
3440         if (!s->memcg_params->is_root_cache)
3441                 return;
3442
3443         /*
3444          * If the cache is being destroyed, we trust that there is no one else
3445          * requesting objects from it. Even if there are, the sanity checks in
3446          * kmem_cache_destroy should caught this ill-case.
3447          *
3448          * Still, we don't want anyone else freeing memcg_caches under our
3449          * noses, which can happen if a new memcg comes to life. As usual,
3450          * we'll take the activate_kmem_mutex to protect ourselves against
3451          * this.
3452          */
3453         mutex_lock(&activate_kmem_mutex);
3454         for_each_memcg_cache_index(i) {
3455                 c = cache_from_memcg_idx(s, i);
3456                 if (!c)
3457                         continue;
3458
3459                 /*
3460                  * We will now manually delete the caches, so to avoid races
3461                  * we need to cancel all pending destruction workers and
3462                  * proceed with destruction ourselves.
3463                  *
3464                  * kmem_cache_destroy() will call kmem_cache_shrink internally,
3465                  * and that could spawn the workers again: it is likely that
3466                  * the cache still have active pages until this very moment.
3467                  * This would lead us back to mem_cgroup_destroy_cache.
3468                  *
3469                  * But that will not execute at all if the "dead" flag is not
3470                  * set, so flip it down to guarantee we are in control.
3471                  */
3472                 c->memcg_params->dead = false;
3473                 cancel_work_sync(&c->memcg_params->destroy);
3474                 kmem_cache_destroy(c);
3475         }
3476         mutex_unlock(&activate_kmem_mutex);
3477 }
3478
3479 struct create_work {
3480         struct mem_cgroup *memcg;
3481         struct kmem_cache *cachep;
3482         struct work_struct work;
3483 };
3484
3485 static void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3486 {
3487         struct kmem_cache *cachep;
3488         struct memcg_cache_params *params;
3489
3490         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3491                 return;
3492
3493         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3494         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list) {
3495                 cachep = memcg_params_to_cache(params);
3496                 cachep->memcg_params->dead = true;
3497                 schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3498         }
3499         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3500 }
3501
3502 static void memcg_create_cache_work_func(struct work_struct *w)
3503 {
3504         struct create_work *cw;
3505
3506         cw = container_of(w, struct create_work, work);
3507         memcg_create_kmem_cache(cw->memcg, cw->cachep);
3508         css_put(&cw->memcg->css);
3509         kfree(cw);
3510 }
3511
3512 /*
3513  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
3514  */
3515 static void __memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3516                                          struct kmem_cache *cachep)
3517 {
3518         struct create_work *cw;
3519
3520         cw = kmalloc(sizeof(struct create_work), GFP_NOWAIT);
3521         if (cw == NULL) {
3522                 css_put(&memcg->css);
3523                 return;
3524         }
3525
3526         cw->memcg = memcg;
3527         cw->cachep = cachep;
3528
3529         INIT_WORK(&cw->work, memcg_create_cache_work_func);
3530         schedule_work(&cw->work);
3531 }
3532
3533 static void memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3534                                        struct kmem_cache *cachep)
3535 {
3536         /*
3537          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
3538          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
3539          * in __memcg_create_cache_enqueue will recurse.
3540          *
3541          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
3542          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
3543          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
3544          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
3545          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
3546          */
3547         memcg_stop_kmem_account();
3548         __memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3549         memcg_resume_kmem_account();
3550 }
3551 /*
3552  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
3553  * We try to use the current memcg's version of the cache.
3554  *
3555  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
3556  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
3557  * in a workqueue.
3558  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
3559  * the original cache.
3560  *
3561  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
3562  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
3563  */
3564 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
3565                                           gfp_t gfp)
3566 {
3567         struct mem_cgroup *memcg;
3568         struct kmem_cache *memcg_cachep;
3569
3570         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
3571         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
3572
3573         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3574                 return cachep;
3575
3576         rcu_read_lock();
3577         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
3578
3579         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
3580                 goto out;
3581
3582         memcg_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, memcg_cache_id(memcg));
3583         if (likely(memcg_cachep)) {
3584                 cachep = memcg_cachep;
3585                 goto out;
3586         }
3587
3588         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
3589         if (!css_tryget(&memcg->css))
3590                 goto out;
3591         rcu_read_unlock();
3592
3593         /*
3594          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
3595          * context), we could be be predictable and return right away.
3596          * This would guarantee that the allocation being performed
3597          * already belongs in the new cache.
3598          *
3599          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
3600          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
3601          * kmem_cache_dup, this means no further allocation could happen
3602          * with the slab_mutex held.
3603          *
3604          * Also, because cache creation issue get_online_cpus(), this
3605          * creates a lock chain: memcg_slab_mutex -> cpu_hotplug_mutex,
3606          * that ends up reversed during cpu hotplug. (cpuset allocates
3607          * a bunch of GFP_KERNEL memory during cpuup). Due to all that,
3608          * better to defer everything.
3609          */
3610         memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3611         return cachep;
3612 out:
3613         rcu_read_unlock();
3614         return cachep;
3615 }
3616 EXPORT_SYMBOL(__memcg_kmem_get_cache);
3617
3618 /*
3619  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
3620  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
3621  * need a further commit step to do the final arrangements.
3622  *
3623  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
3624  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
3625  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
3626  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
3627  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
3628  * the compiled-out case as well.
3629  *
3630  * Returning true means the allocation is possible.
3631  */
3632 bool
3633 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
3634 {
3635         struct mem_cgroup *memcg;
3636         int ret;
3637
3638         *_memcg = NULL;
3639
3640         /*
3641          * Disabling accounting is only relevant for some specific memcg
3642          * internal allocations. Therefore we would initially not have such
3643          * check here, since direct calls to the page allocator that are marked
3644          * with GFP_KMEMCG only happen outside memcg core. We are mostly
3645          * concerned with cache allocations, and by having this test at
3646          * memcg_kmem_get_cache, we are already able to relay the allocation to
3647          * the root cache and bypass the memcg cache altogether.
3648          *
3649          * There is one exception, though: the SLUB allocator does not create
3650          * large order caches, but rather service large kmallocs directly from
3651          * the page allocator. Therefore, the following sequence when backed by
3652          * the SLUB allocator:
3653          *
3654          *      memcg_stop_kmem_account();
3655          *      kmalloc(<large_number>)
3656          *      memcg_resume_kmem_account();
3657          *
3658          * would effectively ignore the fact that we should skip accounting,
3659          * since it will drive us directly to this function without passing
3660          * through the cache selector memcg_kmem_get_cache. Such large
3661          * allocations are extremely rare but can happen, for instance, for the
3662          * cache arrays. We bring this test here.
3663          */
3664         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3665                 return true;
3666
3667         memcg = try_get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
3668
3669         /*
3670          * very rare case described in mem_cgroup_from_task. Unfortunately there
3671          * isn't much we can do without complicating this too much, and it would
3672          * be gfp-dependent anyway. Just let it go
3673          */
3674         if (unlikely(!memcg))
3675                 return true;
3676
3677         if (!memcg_can_account_kmem(memcg)) {
3678                 css_put(&memcg->css);
3679                 return true;
3680         }
3681
3682         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, PAGE_SIZE << order);
3683         if (!ret)
3684                 *_memcg = memcg;
3685
3686         css_put(&memcg->css);
3687         return (ret == 0);
3688 }
3689
3690 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3691                               int order)
3692 {
3693         struct page_cgroup *pc;
3694
3695         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3696
3697         /* The page allocation failed. Revert */
3698         if (!page) {
3699                 memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3700                 return;
3701         }
3702
3703         pc = lookup_page_cgroup(page);
3704         lock_page_cgroup(pc);
3705         pc->mem_cgroup = memcg;
3706         SetPageCgroupUsed(pc);
3707         unlock_page_cgroup(pc);
3708 }
3709
3710 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
3711 {
3712         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3713         struct page_cgroup *pc;
3714
3715
3716         pc = lookup_page_cgroup(page);
3717         /*
3718          * Fast unlocked return. Theoretically might have changed, have to
3719          * check again after locking.
3720          */
3721         if (!PageCgroupUsed(pc))
3722                 return;
3723
3724         lock_page_cgroup(pc);
3725         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3726                 memcg = pc->mem_cgroup;
3727                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3728         }
3729         unlock_page_cgroup(pc);
3730
3731         /*
3732          * We trust that only if there is a memcg associated with the page, it
3733          * is a valid allocation
3734          */
3735         if (!memcg)
3736                 return;
3737
3738         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
3739         memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3740 }
3741 #else
3742 static inline void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3743 {
3744 }
3745 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3746
3747 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3748
3749 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
3750 /*
3751  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3752  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
3753  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
3754  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
3755  */
3756 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3757 {
3758         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
3759         struct page_cgroup *pc;
3760         struct mem_cgroup *memcg;
3761         int i;
3762
3763         if (mem_cgroup_disabled())
3764                 return;
3765
3766         memcg = head_pc->mem_cgroup;
3767         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3768                 pc = head_pc + i;
3769                 pc->mem_cgroup = memcg;
3770                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
3771                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
3772         }
3773         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
3774                        HPAGE_PMD_NR);
3775 }
3776 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3777
3778 static inline
3779 void mem_cgroup_move_account_page_stat(struct mem_cgroup *from,
3780                                         struct mem_cgroup *to,
3781                                         unsigned int nr_pages,
3782                                         enum mem_cgroup_stat_index idx)
3783 {
3784         /* Update stat data for mem_cgroup */
3785         preempt_disable();
3786         __this_cpu_sub(from->stat->count[idx], nr_pages);
3787         __this_cpu_add(to->stat->count[idx], nr_pages);
3788         preempt_enable();
3789 }
3790
3791 /**
3792  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3793  * @page: the page
3794  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3795  * @pc: page_cgroup of the page.
3796  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3797  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3798  *
3799  * The caller must confirm following.
3800  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3801  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3802  *
3803  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3804  * from old cgroup.
3805  */
3806 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3807                                    unsigned int nr_pages,
3808                                    struct page_cgroup *pc,
3809                                    struct mem_cgroup *from,
3810                                    struct mem_cgroup *to)
3811 {
3812         unsigned long flags;
3813         int ret;
3814         bool anon = PageAnon(page);
3815
3816         VM_BUG_ON(from == to);
3817         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
3818         /*
3819          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3820          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3821          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3822          * hold it.
3823          */
3824         ret = -EBUSY;
3825         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3826                 goto out;
3827
3828         lock_page_cgroup(pc);
3829
3830         ret = -EINVAL;
3831         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
3832                 goto unlock;
3833
3834         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
3835
3836         if (!anon && page_mapped(page))
3837                 mem_cgroup_move_account_page_stat(from, to, nr_pages,
3838                         MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED);
3839
3840         if (PageWriteback(page))
3841                 mem_cgroup_move_account_page_stat(from, to, nr_pages,
3842                         MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK);
3843
3844         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, anon, -nr_pages);
3845
3846         /* caller should have done css_get */
3847         pc->mem_cgroup = to;
3848         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, anon, nr_pages);
3849         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
3850         ret = 0;
3851 unlock:
3852         unlock_page_cgroup(pc);
3853         /*
3854          * check events
3855          */
3856         memcg_check_events(to, page);
3857         memcg_check_events(from, page);
3858 out:
3859         return ret;
3860 }
3861
3862 /**
3863  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
3864  * @page: the page to move
3865  * @pc: page_cgroup of the page
3866  * @child: page's cgroup
3867  *
3868  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
3869  * parent (aka use_hierarchy==0).
3870  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
3871  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
3872  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
3873  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
3874  * on the next attempt and the call should be retried later.
3875  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
3876  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
3877  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
3878  * LRU or vanish.
3879  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
3880  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
3881  * disappear in the next attempt.
3882  */
3883 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
3884                                   struct page_cgroup *pc,
3885                                   struct mem_cgroup *child)
3886 {
3887         struct mem_cgroup *parent;
3888         unsigned int nr_pages;
3889         unsigned long uninitialized_var(flags);
3890         int ret;
3891
3892         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
3893
3894         ret = -EBUSY;
3895         if (!get_page_unless_zero(page))
3896                 goto out;
3897         if (isolate_lru_page(page))
3898                 goto put;
3899
3900         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
3901
3902         parent = parent_mem_cgroup(child);
3903         /*
3904          * If no parent, move charges to root cgroup.
3905          */
3906         if (!parent)
3907                 parent = root_mem_cgroup;
3908
3909         if (nr_pages > 1) {
3910                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
3911                 flags = compound_lock_irqsave(page);
3912         }
3913
3914         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
3915                                 pc, child, parent);
3916         if (!ret)
3917                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
3918
3919         if (nr_pages > 1)
3920                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
3921         putback_lru_page(page);
3922 put:
3923         put_page(page);
3924 out:
3925         return ret;
3926 }
3927
3928 /*
3929  * Charge the memory controller for page usage.
3930  * Return
3931  * 0 if the charge was successful
3932  * < 0 if the cgroup is over its limit
3933  */
3934 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3935                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
3936 {
3937         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3938         unsigned int nr_pages = 1;
3939         bool oom = true;
3940         int ret;
3941
3942         if (PageTransHuge(page)) {
3943                 nr_pages <<= compound_order(page);
3944                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
3945                 /*
3946                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
3947                  * fault handler will fall back to regular pages.
3948                  */
3949                 oom = false;
3950         }
3951
3952         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
3953         if (ret == -ENOMEM)
3954                 return ret;
3955         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, ctype, false);
3956         return 0;
3957 }
3958
3959 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
3960                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
3961 {
3962         if (mem_cgroup_disabled())
3963                 return 0;
3964         VM_BUG_ON_PAGE(page_mapped(page), page);
3965         VM_BUG_ON_PAGE(page->mapping && !PageAnon(page), page);
3966         VM_BUG_ON(!mm);
3967         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
3968                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3969 }
3970
3971 /*
3972  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
3973  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
3974  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
3975  * "commit()" or removed by "cancel()"
3976  */
3977 static int __mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
3978                                           struct page *page,
3979                                           gfp_t mask,
3980                                           struct mem_cgroup **memcgp)
3981 {
3982         struct mem_cgroup *memcg;
3983         struct page_cgroup *pc;
3984         int ret;
3985
3986         pc = lookup_page_cgroup(page);
3987         /*
3988          * Every swap fault against a single page tries to charge the
3989          * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
3990          * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
3991          * the page lock, which serializes swap cache removal, which
3992          * in turn serializes uncharging.
3993          */
3994         if (PageCgroupUsed(pc))
3995                 return 0;
3996         if (!do_swap_account)
3997                 goto charge_cur_mm;
3998         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
3999         if (!memcg)
4000                 goto charge_cur_mm;
4001         *memcgp = memcg;
4002         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
4003         css_put(&memcg->css);
4004         if (ret == -EINTR)
4005                 ret = 0;
4006         return ret;
4007 charge_cur_mm:
4008         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
4009         if (ret == -EINTR)
4010                 ret = 0;
4011         return ret;
4012 }
4013
4014 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm, struct page *page,
4015                                  gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
4016 {
4017         *memcgp = NULL;
4018         if (mem_cgroup_disabled())
4019                 return 0;
4020         /*
4021          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already
4022          * updated the pte, and even removed page from swap cache: in
4023          * those cases unuse_pte()'s pte_same() test will fail; but
4024          * there's also a KSM case which does need to charge the page.
4025          */
4026         if (!PageSwapCache(page)) {
4027                 int ret;
4028
4029                 ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, 1, memcgp, true);
4030                 if (ret == -EINTR)
4031                         ret = 0;
4032                 return ret;
4033         }
4034         return __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, memcgp);
4035 }
4036
4037 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
4038 {
4039         if (mem_cgroup_disabled())
4040                 return;
4041         if (!memcg)
4042                 return;
4043         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
4044 }
4045
4046 static void
4047 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
4048                                         enum charge_type ctype)
4049 {
4050         if (mem_cgroup_disabled())
4051                 return;
4052         if (!memcg)
4053                 return;
4054
4055         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
4056         /*
4057          * Now swap is on-memory. This means this page may be
4058          * counted both as mem and swap....double count.
4059          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
4060          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
4061          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
4062          */
4063         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
4064                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
4065                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
4066         }
4067 }
4068
4069 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
4070                                      struct mem_cgroup *memcg)
4071 {
4072         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
4073                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
4074 }
4075
4076 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
4077                                 gfp_t gfp_mask)
4078 {
4079         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4080         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4081         int ret;
4082
4083         if (mem_cgroup_disabled())
4084                 return 0;
4085         if (PageCompound(page))
4086                 return 0;
4087
4088         if (!PageSwapCache(page))
4089                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
4090         else { /* page is swapcache/shmem */
4091                 ret = __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page,
4092                                                      gfp_mask, &memcg);
4093                 if (!ret)
4094                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
4095         }
4096         return ret;
4097 }
4098
4099 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
4100                                    unsigned int nr_pages,
4101                                    const enum charge_type ctype)
4102 {
4103         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
4104         bool uncharge_memsw = true;
4105
4106         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
4107         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
4108                 uncharge_memsw = false;
4109
4110         batch = &current->memcg_batch;
4111         /*
4112          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
4113          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
4114          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
4115          */
4116         if (!batch->memcg)
4117                 batch->memcg = memcg;
4118         /*
4119          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
4120          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
4121          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
4122          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
4123          * because we want to do uncharge as soon as possible.
4124          */
4125
4126         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
4127                 goto direct_uncharge;
4128
4129         if (nr_pages > 1)
4130                 goto direct_uncharge;
4131
4132         /*
4133          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
4134          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
4135          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
4136          */
4137         if (batch->memcg != memcg)
4138                 goto direct_uncharge;
4139         /* remember freed charge and uncharge it later */
4140         batch->nr_pages++;
4141         if (uncharge_memsw)
4142                 batch->memsw_nr_pages++;
4143         return;
4144 direct_uncharge:
4145         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
4146         if (uncharge_memsw)
4147                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
4148         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
4149                 memcg_oom_recover(memcg);
4150 }
4151
4152 /*
4153  * uncharge if !page_mapped(page)
4154  */
4155 static struct mem_cgroup *
4156 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype,
4157                              bool end_migration)
4158 {
4159         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4160         unsigned int nr_pages = 1;
4161         struct page_cgroup *pc;
4162         bool anon;
4163
4164         if (mem_cgroup_disabled())
4165                 return NULL;
4166
4167         if (PageTransHuge(page)) {
4168                 nr_pages <<= compound_order(page);
4169                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
4170         }
4171         /*
4172          * Check if our page_cgroup is valid
4173          */
4174         pc = lookup_page_cgroup(page);
4175         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
4176                 return NULL;
4177
4178         lock_page_cgroup(pc);
4179
4180         memcg = pc->mem_cgroup;
4181
4182         if (!PageCgroupUsed(pc))
4183                 goto unlock_out;
4184
4185         anon = PageAnon(page);
4186
4187         switch (ctype) {
4188         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON:
4189                 /*
4190                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
4191                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
4192                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
4193                  */
4194                 anon = true;
4195                 /* fallthrough */
4196         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
4197                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
4198                 if (page_mapped(page))
4199                         goto unlock_out;
4200                 /*
4201                  * Pages under migration may not be uncharged.  But
4202                  * end_migration() /must/ be the one uncharging the
4203                  * unused post-migration page and so it has to call
4204                  * here with the migration bit still set.  See the
4205                  * res_counter handling below.
4206                  */
4207                 if (!end_migration && PageCgroupMigration(pc))
4208                         goto unlock_out;
4209                 break;
4210         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
4211                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
4212                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
4213                                 goto unlock_out;
4214                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
4215                                 goto unlock_out;
4216                 break;
4217         default:
4218                 break;
4219         }
4220
4221         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, -nr_pages);
4222
4223         ClearPageCgroupUsed(pc);
4224         /*
4225          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
4226          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
4227          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
4228          * special functions.
4229          */
4230
4231         unlock_page_cgroup(pc);
4232         /*
4233          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
4234          * will never be freed, so it's safe to call css_get().
4235          */
4236         memcg_check_events(memcg, page);
4237         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
4238                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
4239                 css_get(&memcg->css);
4240         }
4241         /*
4242          * Migration does not charge the res_counter for the
4243          * replacement page, so leave it alone when phasing out the
4244          * page that is unused after the migration.
4245          */
4246         if (!end_migration && !mem_cgroup_is_root(memcg))
4247                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
4248
4249         return memcg;
4250
4251 unlock_out:
4252         unlock_page_cgroup(pc);
4253         return NULL;
4254 }
4255
4256 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
4257 {
4258         /* early check. */
4259         if (page_mapped(page))
4260                 return;
4261         VM_BUG_ON_PAGE(page->mapping && !PageAnon(page), page);
4262         /*
4263          * If the page is in swap cache, uncharge should be deferred
4264          * to the swap path, which also properly accounts swap usage
4265          * and handles memcg lifetime.
4266          *
4267          * Note that this check is not stable and reclaim may add the
4268          * page to swap cache at any time after this.  However, if the
4269          * page is not in swap cache by the time page->mapcount hits
4270          * 0, there won't be any page table references to the swap
4271          * slot, and reclaim will free it and not actually write the
4272          * page to disk.
4273          */
4274         if (PageSwapCache(page))
4275                 return;
4276         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
4277 }
4278
4279 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
4280 {
4281         VM_BUG_ON_PAGE(page_mapped(page), page);
4282         VM_BUG_ON_PAGE(page->mapping, page);
4283         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE, false);
4284 }
4285
4286 /*
4287  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
4288  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
4289  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
4290  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
4291  * This may be called prural(2) times in a context,
4292  */
4293
4294 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
4295 {
4296         current->memcg_batch.do_batch++;
4297         /* We can do nest. */
4298         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
4299                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
4300                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
4301                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
4302         }
4303 }
4304
4305 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
4306 {
4307         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
4308
4309         if (!batch->do_batch)
4310                 return;
4311
4312         batch->do_batch--;
4313         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
4314                 return;
4315
4316         if (!batch->memcg)
4317                 return;
4318         /*
4319          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
4320          * bacause we hide charges behind us.
4321          */
4322         if (batch->nr_pages)
4323                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
4324                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
4325         if (batch->memsw_nr_pages)
4326                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
4327                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
4328         memcg_oom_recover(batch->memcg);
4329         /* forget this pointer (for sanity check) */
4330         batch->memcg = NULL;
4331 }
4332
4333 #ifdef CONFIG_SWAP
4334 /*
4335  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
4336  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
4337  */
4338 void
4339 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
4340 {
4341         struct mem_cgroup *memcg;
4342         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
4343
4344         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
4345                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
4346
4347         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype, false);
4348
4349         /*
4350          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
4351          * css_get() was called in uncharge().
4352          */
4353         if (do_swap_account && swapout && memcg)
4354                 swap_cgroup_record(ent, mem_cgroup_id(memcg));
4355 }
4356 #endif
4357
4358 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4359 /*
4360  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
4361  * uncharge "memsw" account.
4362  */
4363 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
4364 {
4365         struct mem_cgroup *memcg;
4366         unsigned short id;
4367
4368         if (!do_swap_account)
4369                 return;
4370
4371         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
4372         rcu_read_lock();
4373         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
4374         if (memcg) {
4375                 /*
4376                  * We uncharge this because swap is freed.
4377                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
4378                  */
4379                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4380                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
4381                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
4382                 css_put(&memcg->css);
4383         }
4384         rcu_read_unlock();
4385 }
4386
4387 /**
4388  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
4389  * @entry: swap entry to be moved
4390  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
4391  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
4392  *
4393  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
4394  * as the mem_cgroup's id of @from.
4395  *
4396  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
4397  *
4398  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
4399  * both res and memsw, and called css_get().
4400  */
4401 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4402                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4403 {
4404         unsigned short old_id, new_id;
4405
4406         old_id = mem_cgroup_id(from);
4407         new_id = mem_cgroup_id(to);
4408
4409         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
4410                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
4411                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
4412                 /*
4413                  * This function is only called from task migration context now.
4414                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
4415                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
4416                  * improvement. But we cannot postpone css_get(to)  because if
4417                  * the process that has been moved to @to does swap-in, the
4418                  * refcount of @to might be decreased to 0.
4419                  *
4420                  * We are in attach() phase, so the cgroup is guaranteed to be
4421                  * alive, so we can just call css_get().
4422                  */
4423                 css_get(&to->css);
4424                 return 0;
4425         }
4426         return -EINVAL;
4427 }
4428 #else
4429 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4430                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4431 {
4432         return -EINVAL;
4433 }
4434 #endif
4435
4436 /*
4437  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
4438  * page belongs to.
4439  */
4440 void mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page, struct page *newpage,
4441                                   struct mem_cgroup **memcgp)
4442 {
4443         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4444         unsigned int nr_pages = 1;
4445         struct page_cgroup *pc;
4446         enum charge_type ctype;
4447
4448         *memcgp = NULL;
4449
4450         if (mem_cgroup_disabled())
4451                 return;
4452
4453         if (PageTransHuge(page))
4454                 nr_pages <<= compound_order(page);
4455
4456         pc = lookup_page_cgroup(page);
4457         lock_page_cgroup(pc);
4458         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4459                 memcg = pc->mem_cgroup;
4460                 css_get(&memcg->css);
4461                 /*
4462                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
4463                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
4464                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
4465                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
4466                  * until end_migration() is called
4467                  *
4468                  * Corner Case Thinking
4469                  * A)
4470                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
4471                  * while migration was ongoing.
4472                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
4473                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
4474                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
4475                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
4476                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
4477                  *
4478                  * B)
4479                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
4480                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
4481                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
4482                  * without charging it again.
4483                  *
4484                  * C)
4485                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
4486                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
4487                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
4488                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
4489                  */
4490                 if (PageAnon(page))
4491                         SetPageCgroupMigration(pc);
4492         }
4493         unlock_page_cgroup(pc);
4494         /*
4495          * If the page is not charged at this point,
4496          * we return here.
4497          */
4498         if (!memcg)
4499                 return;
4500
4501         *memcgp = memcg;
4502         /*
4503          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
4504          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
4505          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
4506          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
4507          */
4508         if (PageAnon(page))
4509                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON;
4510         else
4511                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4512         /*
4513          * The page is committed to the memcg, but it's not actually
4514          * charged to the res_counter since we plan on replacing the
4515          * old one and only one page is going to be left afterwards.
4516          */
4517         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, nr_pages, ctype, false);
4518 }
4519
4520 /* remove redundant charge if migration failed*/
4521 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
4522         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
4523 {
4524         struct page *used, *unused;
4525         struct page_cgroup *pc;
4526         bool anon;
4527
4528         if (!memcg)
4529                 return;
4530
4531         if (!migration_ok) {
4532                 used = oldpage;
4533                 unused = newpage;
4534         } else {
4535                 used = newpage;
4536                 unused = oldpage;
4537         }
4538         anon = PageAnon(used);
4539         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
4540                                      anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON
4541                                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE,
4542                                      true);
4543         css_put(&memcg->css);
4544         /*
4545          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
4546          * of the page goes down to zero, temporarly.
4547          * Clear the flag and check the page should be charged.
4548          */
4549         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4550         lock_page_cgroup(pc);
4551         ClearPageCgroupMigration(pc);
4552         unlock_page_cgroup(pc);
4553
4554         /*
4555          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
4556          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
4557          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
4558          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
4559          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
4560          * check. (see prepare_charge() also)
4561          */
4562         if (anon)
4563                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
4564 }
4565
4566 /*
4567  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
4568  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
4569  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
4570  */
4571 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
4572                                   struct page *newpage)
4573 {
4574         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4575         struct page_cgroup *pc;
4576         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4577
4578         if (mem_cgroup_disabled())
4579                 return;
4580
4581         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4582         /* fix accounting on old pages */
4583         lock_page_cgroup(pc);
4584         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4585                 memcg = pc->mem_cgroup;
4586                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, oldpage, false, -1);
4587                 ClearPageCgroupUsed(pc);
4588         }
4589         unlock_page_cgroup(pc);
4590
4591         /*
4592          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
4593          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
4594          */
4595         if (!memcg)
4596                 return;
4597         /*
4598          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
4599          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
4600          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
4601          */
4602         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
4603 }
4604
4605 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4606 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
4607 {
4608         struct page_cgroup *pc;
4609
4610         pc = lookup_page_cgroup(page);
4611         /*
4612          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
4613          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
4614          * or when mem_cgroup_disabled().
4615          */
4616         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
4617                 return pc;
4618         return NULL;
4619 }
4620
4621 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
4622 {
4623         if (mem_cgroup_disabled())
4624                 return false;
4625
4626         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
4627 }
4628
4629 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
4630 {
4631         struct page_cgroup *pc;
4632
4633         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
4634         if (pc) {
4635                 pr_alert("pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
4636                          pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
4637         }
4638 }
4639 #endif
4640
4641 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4642                                 unsigned long long val)
4643 {
4644         int retry_count;
4645         u64 memswlimit, memlimit;
4646         int ret = 0;
4647         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4648         u64 curusage, oldusage;
4649         int enlarge;
4650
4651         /*
4652          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
4653          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
4654          * of # of children which we should visit in this loop.
4655          */
4656         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
4657
4658         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4659
4660         enlarge = 0;
4661         while (retry_count) {
4662                 if (signal_pending(current)) {
4663                         ret = -EINTR;
4664                         break;
4665                 }
4666                 /*
4667                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4668                  * open coded manner. You see what this really does.
4669                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4670                  */
4671                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4672                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4673                 if (memswlimit < val) {
4674                         ret = -EINVAL;
4675                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4676                         break;
4677                 }
4678
4679                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4680                 if (memlimit < val)
4681                         enlarge = 1;
4682
4683                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
4684                 if (!ret) {
4685                         if (memswlimit == val)
4686                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4687                         else
4688                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4689                 }
4690                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4691
4692                 if (!ret)
4693                         break;
4694
4695                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4696                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4697                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4698                 /* Usage is reduced ? */
4699                 if (curusage >= oldusage)
4700                         retry_count--;
4701                 else
4702                         oldusage = curusage;
4703         }
4704         if (!ret && enlarge)
4705                 memcg_oom_recover(memcg);
4706
4707         return ret;
4708 }
4709
4710 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4711                                         unsigned long long val)
4712 {
4713         int retry_count;
4714         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
4715         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4716         int ret = -EBUSY;
4717         int enlarge = 0;
4718
4719         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
4720         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4721         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4722         while (retry_count) {
4723                 if (signal_pending(current)) {
4724                         ret = -EINTR;
4725                         break;
4726                 }
4727                 /*
4728                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4729                  * open coded manner. You see what this really does.
4730                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4731                  */
4732                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4733                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4734                 if (memlimit > val) {
4735                         ret = -EINVAL;
4736                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4737                         break;
4738                 }
4739                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4740                 if (memswlimit < val)
4741                         enlarge = 1;
4742                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
4743                 if (!ret) {
4744                         if (memlimit == val)
4745                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4746                         else
4747                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4748                 }
4749                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4750
4751                 if (!ret)
4752                         break;
4753
4754                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4755                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
4756                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4757                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4758                 /* Usage is reduced ? */
4759                 if (curusage >= oldusage)
4760                         retry_count--;
4761                 else
4762                         oldusage = curusage;
4763         }
4764         if (!ret && enlarge)
4765                 memcg_oom_recover(memcg);
4766         return ret;
4767 }
4768
4769 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
4770                                             gfp_t gfp_mask,
4771                                             unsigned long *total_scanned)
4772 {
4773         unsigned long nr_reclaimed = 0;
4774         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
4775         unsigned long reclaimed;
4776         int loop = 0;
4777         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
4778         unsigned long long excess;
4779         unsigned long nr_scanned;
4780
4781         if (order > 0)
4782                 return 0;
4783
4784         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
4785         /*
4786          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
4787          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
4788          * pressure
4789          */
4790         do {
4791                 if (next_mz)
4792                         mz = next_mz;
4793                 else
4794                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4795                 if (!mz)
4796                         break;
4797
4798                 nr_scanned = 0;
4799                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
4800                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
4801                 nr_reclaimed += reclaimed;
4802                 *total_scanned += nr_scanned;
4803                 spin_lock(&mctz->lock);
4804
4805                 /*
4806                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
4807                  * it is time to move on to the next cgroup
4808                  */
4809                 next_mz = NULL;
4810                 if (!reclaimed) {
4811                         do {
4812                                 /*
4813                                  * Loop until we find yet another one.
4814                                  *
4815                                  * By the time we get the soft_limit lock
4816                                  * again, someone might have aded the
4817                                  * group back on the RB tree. Iterate to
4818                                  * make sure we get a different mem.
4819                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
4820                                  * NULL if no other cgroup is present on
4821                                  * the tree
4822                                  */
4823                                 next_mz =
4824                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4825                                 if (next_mz == mz)
4826                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
4827                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
4828                                         break;
4829                         } while (1);
4830                 }
4831                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
4832                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
4833                 /*
4834                  * One school of thought says that we should not add
4835                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
4836                  * But our reclaim could return 0, simply because due
4837                  * to priority we are exposing a smaller subset of
4838                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
4839                  * term TODO.
4840                  */
4841                 /* If excess == 0, no tree ops */
4842                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->memcg, mz, mctz, excess);
4843                 spin_unlock(&mctz->lock);
4844                 css_put(&mz->memcg->css);
4845                 loop++;
4846                 /*
4847                  * Could not reclaim anything and there are no more
4848                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
4849                  * reclaiming anything.
4850                  */
4851                 if (!nr_reclaimed &&
4852                         (next_mz == NULL ||
4853                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
4854                         break;
4855         } while (!nr_reclaimed);
4856         if (next_mz)
4857                 css_put(&next_mz->memcg->css);
4858         return nr_reclaimed;
4859 }
4860
4861 /**
4862  * mem_cgroup_force_empty_list - clears LRU of a group
4863  * @memcg: group to clear
4864  * @node: NUMA node
4865  * @zid: zone id
4866  * @lru: lru to to clear
4867  *
4868  * Traverse a specified page_cgroup list and try to drop them all.  This doesn't
4869  * reclaim the pages page themselves - pages are moved to the parent (or root)
4870  * group.
4871  */
4872 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
4873                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
4874 {
4875         struct lruvec *lruvec;
4876         unsigned long flags;
4877         struct list_head *list;
4878         struct page *busy;
4879         struct zone *zone;
4880
4881         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
4882         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
4883         list = &lruvec->lists[lru];
4884
4885         busy = NULL;
4886         do {
4887                 struct page_cgroup *pc;
4888                 struct page *page;
4889
4890                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
4891                 if (list_empty(list)) {
4892                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4893                         break;
4894                 }
4895                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
4896                 if (busy == page) {
4897                         list_move(&page->lru, list);
4898                         busy = NULL;
4899                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4900                         continue;
4901                 }
4902                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4903
4904                 pc = lookup_page_cgroup(page);
4905
4906                 if (mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg)) {
4907                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
4908                         busy = page;
4909                         cond_resched();
4910                 } else
4911                         busy = NULL;
4912         } while (!list_empty(list));
4913 }
4914
4915 /*
4916  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task by moving
4917  * all the charges and pages to the parent.
4918  * This enables deleting this mem_cgroup.
4919  *
4920  * Caller is responsible for holding css reference on the memcg.
4921  */
4922 static void mem_cgroup_reparent_charges(struct mem_cgroup *memcg)
4923 {
4924         int node, zid;
4925         u64 usage;
4926
4927         do {
4928                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
4929                 lru_add_drain_all();
4930                 drain_all_stock_sync(memcg);
4931                 mem_cgroup_start_move(memcg);
4932                 for_each_node_state(node, N_MEMORY) {
4933                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4934                                 enum lru_list lru;
4935                                 for_each_lru(lru) {
4936                                         mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
4937                                                         node, zid, lru);
4938                                 }
4939                         }
4940                 }
4941                 mem_cgroup_end_move(memcg);
4942                 memcg_oom_recover(memcg);
4943                 cond_resched();
4944
4945                 /*
4946                  * Kernel memory may not necessarily be trackable to a specific
4947                  * process. So they are not migrated, and therefore we can't
4948                  * expect their value to drop to 0 here.
4949                  * Having res filled up with kmem only is enough.
4950                  *
4951                  * This is a safety check because mem_cgroup_force_empty_list
4952                  * could have raced with mem_cgroup_replace_page_cache callers
4953                  * so the lru seemed empty but the page could have been added
4954                  * right after the check. RES_USAGE should be safe as we always
4955                  * charge before adding to the LRU.
4956                  */
4957                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) -
4958                         res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE);
4959         } while (usage > 0);
4960 }
4961
4962 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4963 {
4964         lockdep_assert_held(&memcg_create_mutex);
4965         /*
4966          * The lock does not prevent addition or deletion to the list
4967          * of children, but it prevents a new child from being
4968          * initialized based on this parent in css_online(), so it's
4969          * enough to decide whether hierarchically inherited
4970          * attributes can still be changed or not.
4971          */
4972         return memcg->use_hierarchy &&
4973                 !list_empty(&memcg->css.cgroup->children);
4974 }
4975
4976 /*
4977  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
4978  * the rest to the parent.
4979  *
4980  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
4981  */
4982 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
4983 {
4984         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4985         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
4986
4987         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
4988         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
4989                 return -EBUSY;
4990
4991         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
4992         lru_add_drain_all();
4993         /* try to free all pages in this cgroup */
4994         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
4995                 int progress;
4996
4997                 if (signal_pending(current))
4998                         return -EINTR;
4999
5000                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
5001                                                 false);
5002                 if (!progress) {
5003                         nr_retries--;
5004                         /* maybe some writeback is necessary */
5005                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
5006                 }
5007
5008         }
5009         lru_add_drain();
5010         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
5011
5012         return 0;
5013 }
5014
5015 static int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5016                                         unsigned int event)
5017 {
5018         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5019
5020         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
5021                 return -EINVAL;
5022         return mem_cgroup_force_empty(memcg);
5023 }
5024
5025 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5026                                      struct cftype *cft)
5027 {
5028         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
5029 }
5030
5031 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5032                                       struct cftype *cft, u64 val)
5033 {
5034         int retval = 0;
5035         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5036         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5037
5038         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5039
5040         if (memcg->use_hierarchy == val)
5041                 goto out;
5042
5043         /*
5044          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
5045          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
5046          * occur, provided the current cgroup has no children.
5047          *
5048          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
5049          * set if there are no children.
5050          */
5051         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
5052                                 (val == 1 || val == 0)) {
5053                 if (list_empty(&memcg->css.cgroup->children))
5054                         memcg->use_hierarchy = val;
5055                 else
5056                         retval = -EBUSY;
5057         } else
5058                 retval = -EINVAL;
5059
5060 out:
5061         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5062
5063         return retval;
5064 }
5065
5066
5067 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
5068                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
5069 {
5070         struct mem_cgroup *iter;
5071         long val = 0;
5072
5073         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
5074         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5075                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
5076
5077         if (val < 0) /* race ? */
5078                 val = 0;
5079         return val;
5080 }
5081
5082 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5083 {
5084         u64 val;
5085
5086         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5087                 if (!swap)
5088                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
5089                 else
5090                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
5091         }
5092
5093         /*
5094          * Transparent hugepages are still accounted for in MEM_CGROUP_STAT_RSS
5095          * as well as in MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE.
5096          */
5097         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
5098         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
5099
5100         if (swap)
5101                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
5102
5103         return val << PAGE_SHIFT;
5104 }
5105
5106 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
5107                                    struct cftype *cft)
5108 {
5109         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5110         u64 val;
5111         int name;
5112         enum res_type type;
5113
5114         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5115         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5116
5117         switch (type) {
5118         case _MEM:
5119                 if (name == RES_USAGE)
5120                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
5121                 else
5122                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
5123                 break;
5124         case _MEMSWAP:
5125                 if (name == RES_USAGE)
5126                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
5127                 else
5128                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
5129                 break;
5130         case _KMEM:
5131                 val = res_counter_read_u64(&memcg->kmem, name);
5132                 break;
5133         default:
5134                 BUG();
5135         }
5136
5137         return val;
5138 }
5139
5140 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5141 /* should be called with activate_kmem_mutex held */
5142 static int __memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
5143                                  unsigned long long limit)
5144 {
5145         int err = 0;
5146         int memcg_id;
5147
5148         if (memcg_kmem_is_active(memcg))
5149                 return 0;
5150
5151         /*
5152          * We are going to allocate memory for data shared by all memory
5153          * cgroups so let's stop accounting here.
5154          */
5155         memcg_stop_kmem_account();
5156
5157         /*
5158          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
5159          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
5160          * already joined.
5161          *
5162          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
5163          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
5164          * place, which makes the value quite meaningless.
5165          *
5166          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
5167          * of course permitted.
5168          */
5169         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5170         if (cgroup_task_count(memcg->css.cgroup) || memcg_has_children(memcg))
5171                 err = -EBUSY;
5172         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5173         if (err)
5174                 goto out;
5175
5176         memcg_id = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
5177                                   0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
5178         if (memcg_id < 0) {
5179                 err = memcg_id;
5180                 goto out;
5181         }
5182
5183         /*
5184          * Make sure we have enough space for this cgroup in each root cache's
5185          * memcg_params.
5186          */
5187         err = memcg_update_all_caches(memcg_id + 1);
5188         if (err)
5189                 goto out_rmid;
5190
5191         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
5192         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
5193         mutex_init(&memcg->slab_caches_mutex);
5194
5195         /*
5196          * We couldn't have accounted to this cgroup, because it hasn't got the
5197          * active bit set yet, so this should succeed.
5198          */
5199         err = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, limit);
5200         VM_BUG_ON(err);
5201
5202         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5203         /*
5204          * Setting the active bit after enabling static branching will
5205          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
5206          * patched.
5207          */
5208         memcg_kmem_set_active(memcg);
5209 out:
5210         memcg_resume_kmem_account();
5211         return err;
5212
5213 out_rmid:
5214         ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg_id);
5215         goto out;
5216 }
5217
5218 static int memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
5219                                unsigned long long limit)
5220 {
5221         int ret;
5222
5223         mutex_lock(&activate_kmem_mutex);
5224         ret = __memcg_activate_kmem(memcg, limit);
5225         mutex_unlock(&activate_kmem_mutex);
5226         return ret;
5227 }
5228
5229 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
5230                                    unsigned long long val)
5231 {
5232         int ret;
5233
5234         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5235                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, val);
5236         else
5237                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
5238         return ret;
5239 }
5240
5241 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5242 {
5243         int ret = 0;
5244         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5245
5246         if (!parent)
5247                 return 0;
5248
5249         mutex_lock(&activate_kmem_mutex);
5250         /*
5251          * If the parent cgroup is not kmem-active now, it cannot be activated
5252          * after this point, because it has at least one child already.
5253          */
5254         if (memcg_kmem_is_active(parent))
5255                 ret = __memcg_activate_kmem(memcg, RES_COUNTER_MAX);
5256         mutex_unlock(&activate_kmem_mutex);
5257         return ret;
5258 }
5259 #else
5260 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
5261                                    unsigned long long val)
5262 {
5263         return -EINVAL;
5264 }
5265 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
5266
5267 /*
5268  * The user of this function is...
5269  * RES_LIMIT.
5270  */
5271 static int mem_cgroup_write(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft,
5272                             const char *buffer)
5273 {
5274         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5275         enum res_type type;
5276         int name;
5277         unsigned long long val;
5278         int ret;
5279
5280         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5281         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5282
5283         switch (name) {
5284         case RES_LIMIT:
5285                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
5286                         ret = -EINVAL;
5287                         break;
5288                 }
5289                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
5290                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5291                 if (ret)
5292                         break;
5293                 if (type == _MEM)
5294                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
5295                 else if (type == _MEMSWAP)
5296                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
5297                 else if (type == _KMEM)
5298                         ret = memcg_update_kmem_limit(memcg, val);
5299                 else
5300                         return -EINVAL;
5301                 break;
5302         case RES_SOFT_LIMIT:
5303                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5304                 if (ret)
5305                         break;
5306                 /*
5307                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
5308                  * of semantics, for now, we support soft limits for
5309                  * control without swap
5310                  */
5311                 if (type == _MEM)
5312                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
5313                 else
5314                         ret = -EINVAL;
5315                 break;
5316         default:
5317                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
5318                 break;
5319         }
5320         return ret;
5321 }
5322
5323 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
5324                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
5325 {
5326         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
5327
5328         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5329         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5330         if (!memcg->use_hierarchy)
5331                 goto out;
5332
5333         while (css_parent(&memcg->css)) {
5334                 memcg = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5335                 if (!memcg->use_hierarchy)
5336                         break;
5337                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5338                 min_limit = min(min_limit, tmp);
5339                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5340                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
5341         }
5342 out:
5343         *mem_limit = min_limit;
5344         *memsw_limit = min_memsw_limit;
5345 }
5346
5347 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup_subsys_state *css, unsigned int event)
5348 {
5349         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5350         int name;
5351         enum res_type type;
5352
5353         type = MEMFILE_TYPE(event);
5354         name = MEMFILE_ATTR(event);
5355
5356         switch (name) {
5357         case RES_MAX_USAGE:
5358                 if (type == _MEM)
5359                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
5360                 else if (type == _MEMSWAP)
5361                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
5362                 else if (type == _KMEM)
5363                         res_counter_reset_max(&memcg->kmem);
5364                 else
5365                         return -EINVAL;
5366                 break;
5367         case RES_FAILCNT:
5368                 if (type == _MEM)
5369                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
5370                 else if (type == _MEMSWAP)
5371                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
5372                 else if (type == _KMEM)
5373                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->kmem);
5374                 else
5375                         return -EINVAL;
5376                 break;
5377         }
5378
5379         return 0;
5380 }
5381
5382 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5383                                         struct cftype *cft)
5384 {
5385         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
5386 }
5387
5388 #ifdef CONFIG_MMU
5389 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5390                                         struct cftype *cft, u64 val)
5391 {
5392         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5393
5394         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
5395                 return -EINVAL;
5396
5397         /*
5398          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
5399          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
5400          * on with stale data. This means that changes to this value will only
5401          * affect task migrations starting after the change.
5402          */
5403         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
5404         return 0;
5405 }
5406 #else
5407 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5408                                         struct cftype *cft, u64 val)
5409 {
5410         return -ENOSYS;
5411 }
5412 #endif
5413
5414 #ifdef CONFIG_NUMA
5415 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
5416 {
5417         struct numa_stat {
5418                 const char *name;
5419                 unsigned int lru_mask;
5420         };
5421
5422         static const struct numa_stat stats[] = {
5423                 { "total", LRU_ALL },
5424                 { "file", LRU_ALL_FILE },
5425                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
5426                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
5427         };
5428         const struct numa_stat *stat;
5429         int nid;
5430         unsigned long nr;
5431         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5432
5433         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
5434                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
5435                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
5436                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5437                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5438                                                           stat->lru_mask);
5439                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
5440                 }
5441                 seq_putc(m, '\n');
5442         }
5443
5444         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
5445                 struct mem_cgroup *iter;
5446
5447                 nr = 0;
5448                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5449                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
5450                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
5451                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5452                         nr = 0;
5453                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5454                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
5455                                         iter, nid, stat->lru_mask);
5456                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
5457                 }
5458                 seq_putc(m, '\n');
5459         }
5460
5461         return 0;
5462 }
5463 #endif /* CONFIG_NUMA */
5464
5465 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
5466 {
5467         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
5468 }
5469
5470 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
5471 {
5472         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5473         struct mem_cgroup *mi;
5474         unsigned int i;
5475
5476         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5477                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5478                         continue;
5479                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
5480                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
5481         }
5482
5483         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
5484                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
5485                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
5486
5487         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
5488                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
5489                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
5490
5491         /* Hierarchical information */
5492         {
5493                 unsigned long long limit, memsw_limit;
5494                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
5495                 seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n", limit);
5496                 if (do_swap_account)
5497                         seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
5498                                    memsw_limit);
5499         }
5500
5501         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5502                 long long val = 0;
5503
5504                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5505                         continue;
5506                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5507                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
5508                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
5509         }
5510
5511         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
5512                 unsigned long long val = 0;
5513
5514                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5515                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
5516                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
5517                            mem_cgroup_events_names[i], val);
5518         }
5519
5520         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
5521                 unsigned long long val = 0;
5522
5523                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5524                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
5525                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
5526         }
5527
5528 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5529         {
5530                 int nid, zid;
5531                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5532                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
5533                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
5534                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
5535
5536                 for_each_online_node(nid)
5537                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
5538                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
5539                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
5540
5541                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
5542                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
5543                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
5544                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
5545                         }
5546                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
5547                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
5548                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
5549                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
5550         }
5551 #endif
5552
5553         return 0;
5554 }
5555
5556 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5557                                       struct cftype *cft)
5558 {
5559         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5560
5561         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
5562 }
5563
5564 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5565                                        struct cftype *cft, u64 val)
5566 {
5567         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5568         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5569
5570         if (val > 100 || !parent)
5571                 return -EINVAL;
5572
5573         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5574
5575         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
5576         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5577                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5578                 return -EINVAL;
5579         }
5580
5581         memcg->swappiness = val;
5582
5583         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5584
5585         return 0;
5586 }
5587
5588 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5589 {
5590         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
5591         u64 usage;
5592         int i;
5593
5594         rcu_read_lock();
5595         if (!swap)
5596                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
5597         else
5598                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
5599
5600         if (!t)
5601                 goto unlock;
5602
5603         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
5604
5605         /*
5606          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
5607          * If it's not true, a threshold was crossed after last
5608          * call of __mem_cgroup_threshold().
5609          */
5610         i = t->current_threshold;
5611
5612         /*
5613          * Iterate backward over array of thresholds starting from
5614          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
5615          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
5616          * only one element of the array here.
5617          */
5618         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
5619                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5620
5621         /* i = current_threshold + 1 */
5622         i++;
5623
5624         /*
5625          * Iterate forward over array of thresholds starting from
5626          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
5627          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
5628          * only one element of the array here.
5629          */
5630         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
5631                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5632
5633         /* Update current_threshold */
5634         t->current_threshold = i - 1;
5635 unlock:
5636         rcu_read_unlock();
5637 }
5638
5639 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
5640 {
5641         while (memcg) {
5642                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
5643                 if (do_swap_account)
5644                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
5645
5646                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5647         }
5648 }
5649
5650 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
5651 {
5652         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
5653         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
5654
5655         if (_a->threshold > _b->threshold)
5656                 return 1;
5657
5658         if (_a->threshold < _b->threshold)
5659                 return -1;
5660
5661         return 0;
5662 }
5663
5664 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
5665 {
5666         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
5667
5668         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
5669                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
5670         return 0;
5671 }
5672
5673 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
5674 {
5675         struct mem_cgroup *iter;
5676
5677         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5678                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
5679 }
5680
5681 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5682         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
5683 {
5684         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5685         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5686         u64 threshold, usage;
5687         int i, size, ret;
5688
5689         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
5690         if (ret)
5691                 return ret;
5692
5693         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5694
5695         if (type == _MEM)
5696                 thresholds = &memcg->thresholds;
5697         else if (type == _MEMSWAP)
5698                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5699         else
5700                 BUG();
5701
5702         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5703
5704         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
5705         if (thresholds->primary)
5706                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5707
5708         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
5709
5710         /* Allocate memory for new array of thresholds */
5711         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5712                         GFP_KERNEL);
5713         if (!new) {
5714                 ret = -ENOMEM;
5715                 goto unlock;
5716         }
5717         new->size = size;
5718
5719         /* Copy thresholds (if any) to new array */
5720         if (thresholds->primary) {
5721                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
5722                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
5723         }
5724
5725         /* Add new threshold */
5726         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
5727         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
5728
5729         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
5730         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5731                         compare_thresholds, NULL);
5732
5733         /* Find current threshold */
5734         new->current_threshold = -1;
5735         for (i = 0; i < size; i++) {
5736                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
5737                         /*
5738                          * new->current_threshold will not be used until
5739                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5740                          * it here.
5741                          */
5742                         ++new->current_threshold;
5743                 } else
5744                         break;
5745         }
5746
5747         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
5748         kfree(thresholds->spare);
5749         thresholds->spare = thresholds->primary;
5750
5751         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5752
5753         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5754         synchronize_rcu();
5755
5756 unlock:
5757         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5758
5759         return ret;
5760 }
5761
5762 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5763         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5764 {
5765         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
5766 }
5767
5768 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5769         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5770 {
5771         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
5772 }
5773
5774 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5775         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
5776 {
5777         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5778         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5779         u64 usage;
5780         int i, j, size;
5781
5782         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5783         if (type == _MEM)
5784                 thresholds = &memcg->thresholds;
5785         else if (type == _MEMSWAP)
5786                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5787         else
5788                 BUG();
5789
5790         if (!thresholds->primary)
5791                 goto unlock;
5792
5793         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5794
5795         /* Check if a threshold crossed before removing */
5796         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5797
5798         /* Calculate new number of threshold */
5799         size = 0;
5800         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5801                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
5802                         size++;
5803         }
5804
5805         new = thresholds->spare;
5806
5807         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
5808         if (!size) {
5809                 kfree(new);
5810                 new = NULL;
5811                 goto swap_buffers;
5812         }
5813
5814         new->size = size;
5815
5816         /* Copy thresholds and find current threshold */
5817         new->current_threshold = -1;
5818         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5819                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
5820                         continue;
5821
5822                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
5823                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
5824                         /*
5825                          * new->current_threshold will not be used
5826                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5827                          * it here.
5828                          */
5829                         ++new->current_threshold;
5830                 }
5831                 j++;
5832         }
5833
5834 swap_buffers:
5835         /* Swap primary and spare array */
5836         thresholds->spare = thresholds->primary;
5837         /* If all events are unregistered, free the spare array */
5838         if (!new) {
5839                 kfree(thresholds->spare);
5840                 thresholds->spare = NULL;
5841         }
5842
5843         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5844
5845         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5846         synchronize_rcu();
5847 unlock:
5848         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5849 }
5850
5851 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5852         struct eventfd_ctx *eventfd)
5853 {
5854         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
5855 }
5856
5857 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5858         struct eventfd_ctx *eventfd)
5859 {
5860         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
5861 }
5862
5863 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5864         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5865 {
5866         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
5867
5868         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5869         if (!event)
5870                 return -ENOMEM;
5871
5872         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5873
5874         event->eventfd = eventfd;
5875         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
5876
5877         /* already in OOM ? */
5878         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5879                 eventfd_signal(eventfd, 1);
5880         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5881
5882         return 0;
5883 }
5884
5885 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5886         struct eventfd_ctx *eventfd)
5887 {
5888         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
5889
5890         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5891
5892         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
5893                 if (ev->eventfd == eventfd) {
5894                         list_del(&ev->list);
5895                         kfree(ev);
5896                 }
5897         }
5898
5899         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5900 }
5901
5902 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
5903 {
5904         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(sf));
5905
5906         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
5907         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)atomic_read(&memcg->under_oom));
5908         return 0;
5909 }
5910
5911 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5912         struct cftype *cft, u64 val)
5913 {
5914         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5915         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5916
5917         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
5918         if (!parent || !((val == 0) || (val == 1)))
5919                 return -EINVAL;
5920
5921         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5922         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
5923         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5924                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5925                 return -EINVAL;
5926         }
5927         memcg->oom_kill_disable = val;
5928         if (!val)
5929                 memcg_oom_recover(memcg);
5930         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5931         return 0;
5932 }
5933
5934 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5935 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5936 {
5937         int ret;
5938
5939         memcg->kmemcg_id = -1;
5940         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
5941         if (ret)
5942                 return ret;
5943
5944         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
5945 }
5946
5947 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5948 {
5949         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
5950 }
5951
5952 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5953 {
5954         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5955                 return;
5956
5957         /*
5958          * kmem charges can outlive the cgroup. In the case of slab
5959          * pages, for instance, a page contain objects from various
5960          * processes. As we prevent from taking a reference for every
5961          * such allocation we have to be careful when doing uncharge
5962          * (see memcg_uncharge_kmem) and here during offlining.
5963          *
5964          * The idea is that that only the _last_ uncharge which sees
5965          * the dead memcg will drop the last reference. An additional
5966          * reference is taken here before the group is marked dead
5967          * which is then paired with css_put during uncharge resp. here.
5968          *
5969          * Although this might sound strange as this path is called from
5970          * css_offline() when the referencemight have dropped down to 0
5971          * and shouldn't be incremented anymore (css_tryget would fail)
5972          * we do not have other options because of the kmem allocations
5973          * lifetime.
5974          */
5975         css_get(&memcg->css);
5976
5977         memcg_kmem_mark_dead(memcg);
5978
5979         if (res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0)
5980                 return;
5981
5982         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
5983                 css_put(&memcg->css);
5984 }
5985 #else
5986 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5987 {
5988         return 0;
5989 }
5990
5991 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5992 {
5993 }
5994
5995 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5996 {
5997 }
5998 #endif
5999
6000 /*
6001  * DO NOT USE IN NEW FILES.
6002  *
6003  * "cgroup.event_control" implementation.
6004  *
6005  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
6006  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
6007  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
6008  *
6009  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
6010  * possible.
6011  */
6012
6013 /*
6014  * Unregister event and free resources.
6015  *
6016  * Gets called from workqueue.
6017  */
6018 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
6019 {
6020         struct mem_cgroup_event *event =
6021                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
6022         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
6023
6024         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
6025
6026         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
6027
6028         /* Notify userspace the event is going away. */
6029         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
6030
6031         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
6032         kfree(event);
6033         css_put(&memcg->css);
6034 }
6035
6036 /*
6037  * Gets called on POLLHUP on eventfd when user closes it.
6038  *
6039  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
6040  */
6041 static int memcg_event_wake(wait_queue_t *wait, unsigned mode,
6042                             int sync, void *key)
6043 {
6044         struct mem_cgroup_event *event =
6045                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
6046         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
6047         unsigned long flags = (unsigned long)key;
6048
6049         if (flags & POLLHUP) {
6050                 /*
6051                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
6052                  * can simply return knowing the other side will cleanup
6053                  * for us.
6054                  *
6055                  * We can't race against event freeing since the other
6056                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
6057                  * which we hold.
6058                  */
6059                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
6060                 if (!list_empty(&event->list)) {
6061                         list_del_init(&event->list);
6062                         /*
6063                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
6064                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
6065                          */
6066                         schedule_work(&event->remove);
6067                 }
6068                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
6069         }
6070
6071         return 0;
6072 }
6073
6074 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
6075                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
6076 {
6077         struct mem_cgroup_event *event =
6078                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
6079
6080         event->wqh = wqh;
6081         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
6082 }
6083
6084 /*
6085  * DO NOT USE IN NEW FILES.
6086  *
6087  * Parse input and register new cgroup event handler.
6088  *
6089  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
6090  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
6091  */
6092 static int memcg_write_event_control(struct cgroup_subsys_state *css,
6093                                      struct cftype *cft, const char *buffer)
6094 {
6095         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6096         struct mem_cgroup_event *event;
6097         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
6098         unsigned int efd, cfd;
6099         struct fd efile;
6100         struct fd cfile;
6101         const char *name;
6102         char *endp;
6103         int ret;
6104
6105         efd = simple_strtoul(buffer, &endp, 10);
6106         if (*endp != ' ')
6107                 return -EINVAL;
6108         buffer = endp + 1;
6109
6110         cfd = simple_strtoul(buffer, &endp, 10);
6111         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
6112                 return -EINVAL;
6113         buffer = endp + 1;
6114
6115         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
6116         if (!event)
6117                 return -ENOMEM;
6118
6119         event->memcg = memcg;
6120         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
6121         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
6122         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
6123         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
6124
6125         efile = fdget(efd);
6126         if (!efile.file) {
6127                 ret = -EBADF;
6128                 goto out_kfree;
6129         }
6130
6131         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
6132         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
6133                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
6134                 goto out_put_efile;
6135         }
6136
6137         cfile = fdget(cfd);
6138         if (!cfile.file) {
6139                 ret = -EBADF;
6140                 goto out_put_eventfd;
6141         }
6142
6143         /* the process need read permission on control file */
6144         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
6145         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
6146         if (ret < 0)
6147                 goto out_put_cfile;
6148
6149         /*
6150          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
6151          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
6152          * about these events.  The following is crude but the whole thing
6153          * is for compatibility anyway.
6154          *
6155          * DO NOT ADD NEW FILES.
6156          */
6157         name = cfile.file->f_dentry->d_name.name;
6158
6159         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
6160                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
6161                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
6162         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
6163                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
6164                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
6165         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
6166                 event->register_event = vmpressure_register_event;
6167                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
6168         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
6169                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
6170                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
6171         } else {
6172                 ret = -EINVAL;
6173                 goto out_put_cfile;
6174         }
6175
6176         /*
6177          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
6178          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
6179          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
6180          */
6181         rcu_read_lock();
6182
6183         ret = -EINVAL;
6184         cfile_css = css_from_dir(cfile.file->f_dentry->d_parent,
6185                                  &mem_cgroup_subsys);
6186         if (cfile_css == css && css_tryget(css))
6187                 ret = 0;
6188
6189         rcu_read_unlock();
6190         if (ret)
6191                 goto out_put_cfile;
6192
6193         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buffer);
6194         if (ret)
6195                 goto out_put_css;
6196
6197         efile.file->f_op->poll(efile.file, &event->pt);
6198
6199         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
6200         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
6201         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
6202
6203         fdput(cfile);
6204         fdput(efile);
6205
6206         return 0;
6207
6208 out_put_css:
6209         css_put(css);
6210 out_put_cfile:
6211         fdput(cfile);
6212 out_put_eventfd:
6213         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
6214 out_put_efile:
6215         fdput(efile);
6216 out_kfree:
6217         kfree(event);
6218
6219         return ret;
6220 }
6221
6222 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
6223         {
6224                 .name = "usage_in_bytes",
6225                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
6226                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6227         },
6228         {
6229                 .name = "max_usage_in_bytes",
6230                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
6231                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6232                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6233         },
6234         {
6235                 .name = "limit_in_bytes",
6236                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
6237                 .write_string = mem_cgroup_write,
6238                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6239         },
6240         {
6241                 .name = "soft_limit_in_bytes",
6242                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
6243                 .write_string = mem_cgroup_write,
6244                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6245         },
6246         {
6247                 .name = "failcnt",
6248                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
6249                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6250                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6251         },
6252         {
6253                 .name = "stat",
6254                 .seq_show = memcg_stat_show,
6255         },
6256         {
6257                 .name = "force_empty",
6258                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
6259         },
6260         {
6261                 .name = "use_hierarchy",
6262                 .flags = CFTYPE_INSANE,
6263                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
6264                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
6265         },
6266         {
6267                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
6268                 .write_string = memcg_write_event_control,
6269                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX,
6270                 .mode = S_IWUGO,
6271         },
6272         {
6273                 .name = "swappiness",
6274                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
6275                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
6276         },
6277         {
6278                 .name = "move_charge_at_immigrate",
6279                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
6280                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
6281         },
6282         {
6283                 .name = "oom_control",
6284                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
6285                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
6286                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
6287         },
6288         {
6289                 .name = "pressure_level",
6290         },
6291 #ifdef CONFIG_NUMA
6292         {
6293                 .name = "numa_stat",
6294                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
6295         },
6296 #endif
6297 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
6298         {
6299                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
6300                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
6301                 .write_string = mem_cgroup_write,
6302                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6303         },
6304         {
6305                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
6306                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
6307                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6308         },
6309         {
6310                 .name = "kmem.failcnt",
6311                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
6312                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6313                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6314         },
6315         {
6316                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
6317                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
6318                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6319                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6320         },
6321 #ifdef CONFIG_SLABINFO
6322         {
6323                 .name = "kmem.slabinfo",
6324                 .seq_show = mem_cgroup_slabinfo_read,
6325         },
6326 #endif
6327 #endif
6328         { },    /* terminate */
6329 };
6330
6331 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6332 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
6333         {
6334                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
6335                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
6336                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6337         },
6338         {
6339                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
6340                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
6341                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6342                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6343         },
6344         {
6345                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
6346                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
6347                 .write_string = mem_cgroup_write,
6348                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6349         },
6350         {
6351                 .name = "memsw.failcnt",
6352                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
6353                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6354                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6355         },
6356         { },    /* terminate */
6357 };
6358 #endif
6359 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6360 {
6361         struct mem_cgroup_per_node *pn;
6362         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
6363         int zone, tmp = node;
6364         /*
6365          * This routine is called against possible nodes.
6366          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
6367          *
6368          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
6369          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
6370          *       function.
6371          */
6372         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6373                 tmp = -1;
6374         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
6375         if (!pn)
6376                 return 1;
6377
6378         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6379                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
6380                 lruvec_init(&mz->lruvec);
6381                 mz->usage_in_excess = 0;
6382                 mz->on_tree = false;
6383                 mz->memcg = memcg;
6384         }
6385         memcg->nodeinfo[node] = pn;
6386         return 0;
6387 }
6388
6389 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6390 {
6391         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
6392 }
6393
6394 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
6395 {
6396         struct mem_cgroup *memcg;
6397         size_t size;
6398
6399         size = sizeof(struct mem_cgroup);
6400         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
6401
6402         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
6403         if (!memcg)
6404                 return NULL;
6405
6406         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
6407         if (!memcg->stat)
6408                 goto out_free;
6409         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
6410         return memcg;
6411
6412 out_free:
6413         kfree(memcg);
6414         return NULL;
6415 }
6416
6417 /*
6418  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
6419  * (scanning all at force_empty is too costly...)
6420  *
6421  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
6422  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
6423  * it goes down to 0.
6424  *
6425  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
6426  */
6427
6428 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
6429 {
6430         int node;
6431
6432         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
6433
6434         for_each_node(node)
6435                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
6436
6437         free_percpu(memcg->stat);
6438
6439         /*
6440          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
6441          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
6442          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
6443          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
6444          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
6445          *
6446          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
6447          * to move this code around, and make sure it is outside
6448          * the cgroup_lock.
6449          */
6450         disarm_static_keys(memcg);
6451         kfree(memcg);
6452 }
6453
6454 /*
6455  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
6456  */
6457 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
6458 {
6459         if (!memcg->res.parent)
6460                 return NULL;
6461         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
6462 }
6463 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
6464
6465 static void __init mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
6466 {
6467         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
6468         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
6469         int tmp, node, zone;
6470
6471         for_each_node(node) {
6472                 tmp = node;
6473                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6474                         tmp = -1;
6475                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
6476                 BUG_ON(!rtpn);
6477
6478                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
6479
6480                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6481                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
6482                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
6483                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
6484                 }
6485         }
6486 }
6487
6488 static struct cgroup_subsys_state * __ref
6489 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
6490 {
6491         struct mem_cgroup *memcg;
6492         long error = -ENOMEM;
6493         int node;
6494
6495         memcg = mem_cgroup_alloc();
6496         if (!memcg)
6497                 return ERR_PTR(error);
6498
6499         for_each_node(node)
6500                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
6501                         goto free_out;
6502
6503         /* root ? */
6504         if (parent_css == NULL) {
6505                 root_mem_cgroup = memcg;
6506                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6507                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6508                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6509         }
6510
6511         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
6512         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
6513         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
6514         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
6515         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
6516         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
6517         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
6518         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
6519
6520         return &memcg->css;
6521
6522 free_out:
6523         __mem_cgroup_free(memcg);
6524         return ERR_PTR(error);
6525 }
6526
6527 static int
6528 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
6529 {
6530         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6531         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(css));
6532
6533         if (css->cgroup->id > MEM_CGROUP_ID_MAX)
6534                 return -ENOSPC;
6535
6536         if (!parent)
6537                 return 0;
6538
6539         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
6540
6541         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
6542         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
6543         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
6544
6545         if (parent->use_hierarchy) {
6546                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
6547                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
6548                 res_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
6549
6550                 /*
6551                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
6552                  * core guarantees its existence.
6553                  */
6554         } else {
6555                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6556                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6557                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6558                 /*
6559                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
6560                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
6561                  * unfortunate state in our controller.
6562                  */
6563                 if (parent != root_mem_cgroup)
6564                         mem_cgroup_subsys.broken_hierarchy = true;
6565         }
6566         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
6567
6568         return memcg_init_kmem(memcg, &mem_cgroup_subsys);
6569 }
6570
6571 /*
6572  * Announce all parents that a group from their hierarchy is gone.
6573  */
6574 static void mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *memcg)
6575 {
6576         struct mem_cgroup *parent = memcg;
6577
6578         while ((parent = parent_mem_cgroup(parent)))
6579                 mem_cgroup_iter_invalidate(parent);
6580
6581         /*
6582          * if the root memcg is not hierarchical we have to check it
6583          * explicitely.
6584          */
6585         if (!root_mem_cgroup->use_hierarchy)
6586                 mem_cgroup_iter_invalidate(root_mem_cgroup);
6587 }
6588
6589 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
6590 {
6591         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6592         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
6593
6594         /*
6595          * Unregister events and notify userspace.
6596          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
6597          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
6598          */
6599         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
6600         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
6601                 list_del_init(&event->list);
6602                 schedule_work(&event->remove);
6603         }
6604         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
6605
6606         kmem_cgroup_css_offline(memcg);
6607
6608         mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(memcg);
6609         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
6610         mem_cgroup_destroy_all_caches(memcg);
6611         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
6612 }
6613
6614 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
6615 {
6616         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6617         /*
6618          * XXX: css_offline() would be where we should reparent all
6619          * memory to prepare the cgroup for destruction.  However,
6620          * memcg does not do css_tryget() and res_counter charging
6621          * under the same RCU lock region, which means that charging
6622          * could race with offlining.  Offlining only happens to
6623          * cgroups with no tasks in them but charges can show up
6624          * without any tasks from the swapin path when the target
6625          * memcg is looked up from the swapout record and not from the
6626          * current task as it usually is.  A race like this can leak
6627          * charges and put pages with stale cgroup pointers into
6628          * circulation:
6629          *
6630          * #0                        #1
6631          *                           lookup_swap_cgroup_id()
6632          *                           rcu_read_lock()
6633          *                           mem_cgroup_lookup()
6634          *                           css_tryget()
6635          *                           rcu_read_unlock()
6636          * disable css_tryget()
6637          * call_rcu()
6638          *   offline_css()
6639          *     reparent_charges()
6640          *                           res_counter_charge()
6641          *                           css_put()
6642          *                             css_free()
6643          *                           pc->mem_cgroup = dead memcg
6644          *                           add page to lru
6645          *
6646          * The bulk of the charges are still moved in offline_css() to
6647          * avoid pinning a lot of pages in case a long-term reference
6648          * like a swapout record is deferring the css_free() to long
6649          * after offlining.  But this makes sure we catch any charges
6650          * made after offlining:
6651          */
6652         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
6653
6654         memcg_destroy_kmem(memcg);
6655         __mem_cgroup_free(memcg);
6656 }
6657
6658 #ifdef CONFIG_MMU
6659 /* Handlers for move charge at task migration. */
6660 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
6661 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
6662 {
6663         int ret = 0;
6664         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6665         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
6666
6667         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6668                 mc.precharge += count;
6669                 /* we don't need css_get for root */
6670                 return ret;
6671         }
6672         /* try to charge at once */
6673         if (count > 1) {
6674                 struct res_counter *dummy;
6675                 /*
6676                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
6677                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
6678                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
6679                  * css_get().
6680                  */
6681                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
6682                         goto one_by_one;
6683                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
6684                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
6685                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
6686                         goto one_by_one;
6687                 }
6688                 mc.precharge += count;
6689                 return ret;
6690         }
6691 one_by_one:
6692         /* fall back to one by one charge */
6693         while (count--) {
6694                 if (signal_pending(current)) {
6695                         ret = -EINTR;
6696                         break;
6697                 }
6698                 if (!batch_count--) {
6699                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6700                         cond_resched();
6701                 }
6702                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
6703                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
6704                 if (ret)
6705                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
6706                         return ret;
6707                 mc.precharge++;
6708         }
6709         return ret;
6710 }
6711
6712 /**
6713  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
6714  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
6715  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
6716  * @ptent: the pte to be checked
6717  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
6718  *
6719  * Returns
6720  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
6721  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
6722  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
6723  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
6724  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
6725  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
6726  *     in target->ent.
6727  *
6728  * Called with pte lock held.
6729  */
6730 union mc_target {
6731         struct page     *page;
6732         swp_entry_t     ent;
6733 };
6734
6735 enum mc_target_type {
6736         MC_TARGET_NONE = 0,
6737         MC_TARGET_PAGE,
6738         MC_TARGET_SWAP,
6739 };
6740
6741 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
6742                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
6743 {
6744         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
6745
6746         if (!page || !page_mapped(page))
6747                 return NULL;
6748         if (PageAnon(page)) {
6749                 /* we don't move shared anon */
6750                 if (!move_anon())
6751                         return NULL;
6752         } else if (!move_file())
6753                 /* we ignore mapcount for file pages */
6754                 return NULL;
6755         if (!get_page_unless_zero(page))
6756                 return NULL;
6757
6758         return page;
6759 }
6760
6761 #ifdef CONFIG_SWAP
6762 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6763                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6764 {
6765         struct page *page = NULL;
6766         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
6767
6768         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
6769                 return NULL;
6770         /*
6771          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
6772          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
6773          */
6774         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
6775         if (do_swap_account)
6776                 entry->val = ent.val;
6777
6778         return page;
6779 }
6780 #else
6781 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6782                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6783 {
6784         return NULL;
6785 }
6786 #endif
6787
6788 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
6789                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6790 {
6791         struct page *page = NULL;
6792         struct address_space *mapping;
6793         pgoff_t pgoff;
6794
6795         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
6796                 return NULL;
6797         if (!move_file())
6798                 return NULL;
6799
6800         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
6801         if (pte_none(ptent))
6802                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
6803         else /* pte_file(ptent) is true */
6804                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
6805
6806         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
6807         page = find_get_page(mapping, pgoff);
6808
6809 #ifdef CONFIG_SWAP
6810         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
6811         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
6812                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
6813                 if (do_swap_account)
6814                         *entry = swap;
6815                 page = find_get_page(swap_address_space(swap), swap.val);
6816         }
6817 #endif
6818         return page;
6819 }
6820
6821 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
6822                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
6823 {
6824         struct page *page = NULL;
6825         struct page_cgroup *pc;
6826         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6827         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
6828
6829         if (pte_present(ptent))
6830                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
6831         else if (is_swap_pte(ptent))
6832                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6833         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
6834                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6835
6836         if (!page && !ent.val)
6837                 return ret;
6838         if (page) {
6839                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6840                 /*
6841                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
6842                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
6843                  * the lock.
6844                  */
6845                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6846                         ret = MC_TARGET_PAGE;
6847                         if (target)
6848                                 target->page = page;
6849                 }
6850                 if (!ret || !target)
6851                         put_page(page);
6852         }
6853         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
6854         if (ent.val && !ret &&
6855             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
6856                 ret = MC_TARGET_SWAP;
6857                 if (target)
6858                         target->ent = ent;
6859         }
6860         return ret;
6861 }
6862
6863 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
6864 /*
6865  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
6866  * support them for now.
6867  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
6868  */
6869 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6870                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6871 {
6872         struct page *page = NULL;
6873         struct page_cgroup *pc;
6874         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6875
6876         page = pmd_page(pmd);
6877         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
6878         if (!move_anon())
6879                 return ret;
6880         pc = lookup_page_cgroup(page);
6881         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6882                 ret = MC_TARGET_PAGE;
6883                 if (target) {
6884                         get_page(page);
6885                         target->page = page;
6886                 }
6887         }
6888         return ret;
6889 }
6890 #else
6891 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6892                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6893 {
6894         return MC_TARGET_NONE;
6895 }
6896 #endif
6897
6898 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
6899                                         unsigned long addr, unsigned long end,
6900                                         struct mm_walk *walk)
6901 {
6902         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6903         pte_t *pte;
6904         spinlock_t *ptl;
6905
6906         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
6907                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
6908                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
6909                 spin_unlock(ptl);
6910                 return 0;
6911         }
6912
6913         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6914                 return 0;
6915         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6916         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
6917                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
6918                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
6919         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6920         cond_resched();
6921
6922         return 0;
6923 }
6924
6925 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
6926 {
6927         unsigned long precharge;
6928         struct vm_area_struct *vma;
6929
6930         down_read(&mm->mmap_sem);
6931         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6932                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
6933                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
6934                         .mm = mm,
6935                         .private = vma,
6936                 };
6937                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6938                         continue;
6939                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6940                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
6941         }
6942         up_read(&mm->mmap_sem);
6943
6944         precharge = mc.precharge;
6945         mc.precharge = 0;
6946
6947         return precharge;
6948 }
6949
6950 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
6951 {
6952         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
6953
6954         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
6955         mc.moving_task = current;
6956         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
6957 }
6958
6959 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
6960 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
6961 {
6962         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6963         struct mem_cgroup *to = mc.to;
6964         int i;
6965
6966         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
6967         if (mc.precharge) {
6968                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
6969                 mc.precharge = 0;
6970         }
6971         /*
6972          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
6973          * we must uncharge here.
6974          */
6975         if (mc.moved_charge) {
6976                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
6977                 mc.moved_charge = 0;
6978         }
6979         /* we must fixup refcnts and charges */
6980         if (mc.moved_swap) {
6981                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
6982                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
6983                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
6984                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6985
6986                 for (i = 0; i < mc.moved_swap; i++)
6987                         css_put(&mc.from->css);
6988
6989                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
6990                         /*
6991                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
6992                          * uncharge to->res.
6993                          */
6994                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
6995                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6996                 }
6997                 /* we've already done css_get(mc.to) */
6998                 mc.moved_swap = 0;
6999         }
7000         memcg_oom_recover(from);
7001         memcg_oom_recover(to);
7002         wake_up_all(&mc.waitq);
7003 }
7004
7005 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
7006 {
7007         struct mem_cgroup *from = mc.from;
7008
7009         /*
7010          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
7011          * task migration.
7012          */
7013         mc.moving_task = NULL;
7014         __mem_cgroup_clear_mc();
7015         spin_lock(&mc.lock);
7016         mc.from = NULL;
7017         mc.to = NULL;
7018         spin_unlock(&mc.lock);
7019         mem_cgroup_end_move(from);
7020 }
7021
7022 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
7023                                  struct cgroup_taskset *tset)
7024 {
7025         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
7026         int ret = 0;
7027         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
7028         unsigned long move_charge_at_immigrate;
7029
7030         /*
7031          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
7032          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
7033          * So we need to save it, and keep it going.
7034          */
7035         move_charge_at_immigrate  = memcg->move_charge_at_immigrate;
7036         if (move_charge_at_immigrate) {
7037                 struct mm_struct *mm;
7038                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
7039
7040                 VM_BUG_ON(from == memcg);
7041
7042                 mm = get_task_mm(p);
7043                 if (!mm)
7044                         return 0;
7045                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
7046                 if (mm->owner == p) {
7047                         VM_BUG_ON(mc.from);
7048                         VM_BUG_ON(mc.to);
7049                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
7050                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
7051                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
7052                         mem_cgroup_start_move(from);
7053                         spin_lock(&mc.lock);
7054                         mc.from = from;
7055                         mc.to = memcg;
7056                         mc.immigrate_flags = move_charge_at_immigrate;
7057                         spin_unlock(&mc.lock);
7058                         /* We set mc.moving_task later */
7059
7060                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
7061                         if (ret)
7062                                 mem_cgroup_clear_mc();
7063                 }
7064                 mmput(mm);
7065         }
7066         return ret;
7067 }
7068
7069 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
7070                                      struct cgroup_taskset *tset)
7071 {
7072         mem_cgroup_clear_mc();
7073 }
7074
7075 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
7076                                 unsigned long addr, unsigned long end,
7077                                 struct mm_walk *walk)
7078 {
7079         int ret = 0;
7080         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
7081         pte_t *pte;
7082         spinlock_t *ptl;
7083         enum mc_target_type target_type;
7084         union mc_target target;
7085         struct page *page;
7086         struct page_cgroup *pc;
7087
7088         /*
7089          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
7090          * happens because:
7091          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
7092          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
7093          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
7094          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
7095          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
7096          *    part of thp split is not executed yet.
7097          */
7098         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
7099                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
7100                         spin_unlock(ptl);
7101                         return 0;
7102                 }
7103                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
7104                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
7105                         page = target.page;
7106                         if (!isolate_lru_page(page)) {
7107                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
7108                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
7109                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
7110                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
7111                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
7112                                 }
7113                                 putback_lru_page(page);
7114                         }
7115                         put_page(page);
7116                 }
7117                 spin_unlock(ptl);
7118                 return 0;
7119         }
7120
7121         if (pmd_trans_unstable(pmd))
7122                 return 0;
7123 retry:
7124         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
7125         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
7126                 pte_t ptent = *(pte++);
7127                 swp_entry_t ent;
7128
7129                 if (!mc.precharge)
7130                         break;
7131
7132                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
7133                 case MC_TARGET_PAGE:
7134                         page = target.page;
7135                         if (isolate_lru_page(page))
7136                                 goto put;
7137                         pc = lookup_page_cgroup(page);
7138                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
7139                                                      mc.from, mc.to)) {
7140                                 mc.precharge--;
7141                                 /* we uncharge from mc.from later. */
7142                                 mc.moved_charge++;
7143                         }
7144                         putback_lru_page(page);
7145 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
7146                         put_page(page);
7147                         break;
7148                 case MC_TARGET_SWAP:
7149                         ent = target.ent;
7150                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
7151                                 mc.precharge--;
7152                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
7153                                 mc.moved_swap++;
7154                         }
7155                         break;
7156                 default:
7157                         break;
7158                 }
7159         }
7160         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
7161         cond_resched();
7162
7163         if (addr != end) {
7164                 /*
7165                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
7166                  * We try charge one by one, but don't do any additional
7167                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
7168                  * phase.
7169                  */
7170                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
7171                 if (!ret)
7172                         goto retry;
7173         }
7174
7175         return ret;
7176 }
7177
7178 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
7179 {
7180         struct vm_area_struct *vma;
7181
7182         lru_add_drain_all();
7183 retry:
7184         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
7185                 /*
7186                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
7187                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
7188                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
7189                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
7190                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
7191                  */
7192                 __mem_cgroup_clear_mc();
7193                 cond_resched();
7194                 goto retry;
7195         }
7196         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
7197                 int ret;
7198                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
7199                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
7200                         .mm = mm,
7201                         .private = vma,
7202                 };
7203                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
7204                         continue;
7205                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
7206                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
7207                 if (ret)
7208                         /*
7209                          * means we have consumed all precharges and failed in
7210                          * doing additional charge. Just abandon here.
7211                          */
7212                         break;
7213         }
7214         up_read(&mm->mmap_sem);
7215 }
7216
7217 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
7218                                  struct cgroup_taskset *tset)
7219 {
7220         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
7221         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
7222
7223         if (mm) {
7224                 if (mc.to)
7225                         mem_cgroup_move_charge(mm);
7226                 mmput(mm);
7227         }
7228         if (mc.to)
7229                 mem_cgroup_clear_mc();
7230 }
7231 #else   /* !CONFIG_MMU */
7232 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
7233                                  struct cgroup_taskset *tset)
7234 {
7235         return 0;
7236 }
7237 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
7238                                      struct cgroup_taskset *tset)
7239 {
7240 }
7241 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
7242                                  struct cgroup_taskset *tset)
7243 {
7244 }
7245 #endif
7246
7247 /*
7248  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
7249  * to verify sane_behavior flag on each mount attempt.
7250  */
7251 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
7252 {
7253         /*
7254          * use_hierarchy is forced with sane_behavior.  cgroup core
7255          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
7256          * on for the root memcg is enough.
7257          */
7258         if (cgroup_sane_behavior(root_css->cgroup))
7259                 mem_cgroup_from_css(root_css)->use_hierarchy = true;
7260 }
7261
7262 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
7263         .name = "memory",
7264         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
7265         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
7266         .css_online = mem_cgroup_css_online,
7267         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
7268         .css_free = mem_cgroup_css_free,
7269         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
7270         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
7271         .attach = mem_cgroup_move_task,
7272         .bind = mem_cgroup_bind,
7273         .base_cftypes = mem_cgroup_files,
7274         .early_init = 0,
7275 };
7276
7277 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
7278 static int __init enable_swap_account(char *s)
7279 {
7280         if (!strcmp(s, "1"))
7281                 really_do_swap_account = 1;
7282         else if (!strcmp(s, "0"))
7283                 really_do_swap_account = 0;
7284         return 1;
7285 }
7286 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
7287
7288 static void __init memsw_file_init(void)
7289 {
7290         WARN_ON(cgroup_add_cftypes(&mem_cgroup_subsys, memsw_cgroup_files));
7291 }
7292
7293 static void __init enable_swap_cgroup(void)
7294 {
7295         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
7296                 do_swap_account = 1;
7297                 memsw_file_init();
7298         }
7299 }
7300
7301 #else
7302 static void __init enable_swap_cgroup(void)
7303 {
7304 }
7305 #endif
7306
7307 /*
7308  * subsys_initcall() for memory controller.
7309  *
7310  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
7311  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
7312  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
7313  * be initialized from here.
7314  */
7315 static int __init mem_cgroup_init(void)
7316 {
7317         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
7318         enable_swap_cgroup();
7319         mem_cgroup_soft_limit_tree_init();
7320         memcg_stock_init();
7321         return 0;
7322 }
7323 subsys_initcall(mem_cgroup_init);