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