Merge branch 'for-john' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/jberg/mac80211
[platform/adaptation/renesas_rcar/renesas_kernel.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * Kernel Memory Controller
14  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
15  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
16  *
17  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
18  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
19  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
20  * (at your option) any later version.
21  *
22  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
23  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
24  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
25  * GNU General Public License for more details.
26  */
27
28 #include <linux/res_counter.h>
29 #include <linux/memcontrol.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31 #include <linux/mm.h>
32 #include <linux/hugetlb.h>
33 #include <linux/pagemap.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/page-flags.h>
36 #include <linux/backing-dev.h>
37 #include <linux/bit_spinlock.h>
38 #include <linux/rcupdate.h>
39 #include <linux/limits.h>
40 #include <linux/export.h>
41 #include <linux/mutex.h>
42 #include <linux/rbtree.h>
43 #include <linux/slab.h>
44 #include <linux/swap.h>
45 #include <linux/swapops.h>
46 #include <linux/spinlock.h>
47 #include <linux/eventfd.h>
48 #include <linux/sort.h>
49 #include <linux/fs.h>
50 #include <linux/seq_file.h>
51 #include <linux/vmalloc.h>
52 #include <linux/mm_inline.h>
53 #include <linux/page_cgroup.h>
54 #include <linux/cpu.h>
55 #include <linux/oom.h>
56 #include "internal.h"
57 #include <net/sock.h>
58 #include <net/ip.h>
59 #include <net/tcp_memcontrol.h>
60
61 #include <asm/uaccess.h>
62
63 #include <trace/events/vmscan.h>
64
65 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys __read_mostly;
66 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_subsys);
67
68 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
69 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
70
71 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
72 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
73 int do_swap_account __read_mostly;
74
75 /* for remember boot option*/
76 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
77 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
78 #else
79 static int really_do_swap_account __initdata = 0;
80 #endif
81
82 #else
83 #define do_swap_account         0
84 #endif
85
86
87 /*
88  * Statistics for memory cgroup.
89  */
90 enum mem_cgroup_stat_index {
91         /*
92          * For MEM_CONTAINER_TYPE_ALL, usage = pagecache + rss.
93          */
94         MEM_CGROUP_STAT_CACHE,     /* # of pages charged as cache */
95         MEM_CGROUP_STAT_RSS,       /* # of pages charged as anon rss */
96         MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED,  /* # of pages charged as file rss */
97         MEM_CGROUP_STAT_SWAP, /* # of pages, swapped out */
98         MEM_CGROUP_STAT_NSTATS,
99 };
100
101 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
102         "cache",
103         "rss",
104         "mapped_file",
105         "swap",
106 };
107
108 enum mem_cgroup_events_index {
109         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
110         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
111         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
112         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
113         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
114 };
115
116 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
117         "pgpgin",
118         "pgpgout",
119         "pgfault",
120         "pgmajfault",
121 };
122
123 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
124         "inactive_anon",
125         "active_anon",
126         "inactive_file",
127         "active_file",
128         "unevictable",
129 };
130
131 /*
132  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
133  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
134  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
135  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
136  */
137 enum mem_cgroup_events_target {
138         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
139         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
140         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
141         MEM_CGROUP_NTARGETS,
142 };
143 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
144 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
145 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
146
147 struct mem_cgroup_stat_cpu {
148         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
149         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
150         unsigned long nr_page_events;
151         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
152 };
153
154 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
155         /* css_id of the last scanned hierarchy member */
156         int position;
157         /* scan generation, increased every round-trip */
158         unsigned int generation;
159 };
160
161 /*
162  * per-zone information in memory controller.
163  */
164 struct mem_cgroup_per_zone {
165         struct lruvec           lruvec;
166         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
167
168         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
169
170         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
171         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
172                                                 /* the soft limit is exceeded*/
173         bool                    on_tree;
174         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
175                                                 /* use container_of        */
176 };
177
178 struct mem_cgroup_per_node {
179         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
180 };
181
182 struct mem_cgroup_lru_info {
183         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[0];
184 };
185
186 /*
187  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
188  * their hierarchy representation
189  */
190
191 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
192         struct rb_root rb_root;
193         spinlock_t lock;
194 };
195
196 struct mem_cgroup_tree_per_node {
197         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
198 };
199
200 struct mem_cgroup_tree {
201         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
202 };
203
204 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
205
206 struct mem_cgroup_threshold {
207         struct eventfd_ctx *eventfd;
208         u64 threshold;
209 };
210
211 /* For threshold */
212 struct mem_cgroup_threshold_ary {
213         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
214         int current_threshold;
215         /* Size of entries[] */
216         unsigned int size;
217         /* Array of thresholds */
218         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
219 };
220
221 struct mem_cgroup_thresholds {
222         /* Primary thresholds array */
223         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
224         /*
225          * Spare threshold array.
226          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
227          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
228          */
229         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
230 };
231
232 /* for OOM */
233 struct mem_cgroup_eventfd_list {
234         struct list_head list;
235         struct eventfd_ctx *eventfd;
236 };
237
238 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
239 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
240
241 /*
242  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
243  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
244  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
245  * to help the administrator determine what knobs to tune.
246  *
247  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
248  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
249  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
250  * a feature that will be implemented much later in the future.
251  */
252 struct mem_cgroup {
253         struct cgroup_subsys_state css;
254         /*
255          * the counter to account for memory usage
256          */
257         struct res_counter res;
258
259         union {
260                 /*
261                  * the counter to account for mem+swap usage.
262                  */
263                 struct res_counter memsw;
264
265                 /*
266                  * rcu_freeing is used only when freeing struct mem_cgroup,
267                  * so put it into a union to avoid wasting more memory.
268                  * It must be disjoint from the css field.  It could be
269                  * in a union with the res field, but res plays a much
270                  * larger part in mem_cgroup life than memsw, and might
271                  * be of interest, even at time of free, when debugging.
272                  * So share rcu_head with the less interesting memsw.
273                  */
274                 struct rcu_head rcu_freeing;
275                 /*
276                  * We also need some space for a worker in deferred freeing.
277                  * By the time we call it, rcu_freeing is no longer in use.
278                  */
279                 struct work_struct work_freeing;
280         };
281
282         /*
283          * the counter to account for kernel memory usage.
284          */
285         struct res_counter kmem;
286         /*
287          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
288          */
289         bool use_hierarchy;
290         unsigned long kmem_account_flags; /* See KMEM_ACCOUNTED_*, below */
291
292         bool            oom_lock;
293         atomic_t        under_oom;
294
295         atomic_t        refcnt;
296
297         int     swappiness;
298         /* OOM-Killer disable */
299         int             oom_kill_disable;
300
301         /* set when res.limit == memsw.limit */
302         bool            memsw_is_minimum;
303
304         /* protect arrays of thresholds */
305         struct mutex thresholds_lock;
306
307         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
308         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
309
310         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
311         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
312
313         /* For oom notifier event fd */
314         struct list_head oom_notify;
315
316         /*
317          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
318          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
319          */
320         unsigned long   move_charge_at_immigrate;
321         /*
322          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
323          */
324         atomic_t        moving_account;
325         /* taken only while moving_account > 0 */
326         spinlock_t      move_lock;
327         /*
328          * percpu counter.
329          */
330         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
331         /*
332          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
333          * See mem_cgroup_read_stat().
334          */
335         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
336         spinlock_t pcp_counter_lock;
337
338 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
339         struct tcp_memcontrol tcp_mem;
340 #endif
341 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
342         /* analogous to slab_common's slab_caches list. per-memcg */
343         struct list_head memcg_slab_caches;
344         /* Not a spinlock, we can take a lot of time walking the list */
345         struct mutex slab_caches_mutex;
346         /* Index in the kmem_cache->memcg_params->memcg_caches array */
347         int kmemcg_id;
348 #endif
349
350         int last_scanned_node;
351 #if MAX_NUMNODES > 1
352         nodemask_t      scan_nodes;
353         atomic_t        numainfo_events;
354         atomic_t        numainfo_updating;
355 #endif
356         /*
357          * Per cgroup active and inactive list, similar to the
358          * per zone LRU lists.
359          *
360          * WARNING: This has to be the last element of the struct. Don't
361          * add new fields after this point.
362          */
363         struct mem_cgroup_lru_info info;
364 };
365
366 static size_t memcg_size(void)
367 {
368         return sizeof(struct mem_cgroup) +
369                 nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node);
370 }
371
372 /* internal only representation about the status of kmem accounting. */
373 enum {
374         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE = 0, /* accounted by this cgroup itself */
375         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, /* static key enabled. */
376         KMEM_ACCOUNTED_DEAD, /* dead memcg with pending kmem charges */
377 };
378
379 /* We account when limit is on, but only after call sites are patched */
380 #define KMEM_ACCOUNTED_MASK \
381                 ((1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE) | (1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED))
382
383 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
384 static inline void memcg_kmem_set_active(struct mem_cgroup *memcg)
385 {
386         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
387 }
388
389 static bool memcg_kmem_is_active(struct mem_cgroup *memcg)
390 {
391         return test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
392 }
393
394 static void memcg_kmem_set_activated(struct mem_cgroup *memcg)
395 {
396         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
397 }
398
399 static void memcg_kmem_clear_activated(struct mem_cgroup *memcg)
400 {
401         clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
402 }
403
404 static void memcg_kmem_mark_dead(struct mem_cgroup *memcg)
405 {
406         if (test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags))
407                 set_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD, &memcg->kmem_account_flags);
408 }
409
410 static bool memcg_kmem_test_and_clear_dead(struct mem_cgroup *memcg)
411 {
412         return test_and_clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD,
413                                   &memcg->kmem_account_flags);
414 }
415 #endif
416
417 /* Stuffs for move charges at task migration. */
418 /*
419  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" and
420  * "immigrate_flags" are treated as a left-shifted bitmap of these types.
421  */
422 enum move_type {
423         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
424         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
425         NR_MOVE_TYPE,
426 };
427
428 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
429 static struct move_charge_struct {
430         spinlock_t        lock; /* for from, to */
431         struct mem_cgroup *from;
432         struct mem_cgroup *to;
433         unsigned long immigrate_flags;
434         unsigned long precharge;
435         unsigned long moved_charge;
436         unsigned long moved_swap;
437         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
438         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
439 } mc = {
440         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
441         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
442 };
443
444 static bool move_anon(void)
445 {
446         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON, &mc.immigrate_flags);
447 }
448
449 static bool move_file(void)
450 {
451         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE, &mc.immigrate_flags);
452 }
453
454 /*
455  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
456  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
457  */
458 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
459 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
460
461 enum charge_type {
462         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
463         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
464         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
465         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
466         NR_CHARGE_TYPE,
467 };
468
469 /* for encoding cft->private value on file */
470 enum res_type {
471         _MEM,
472         _MEMSWAP,
473         _OOM_TYPE,
474         _KMEM,
475 };
476
477 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
478 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
479 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
480 /* Used for OOM nofiier */
481 #define OOM_CONTROL             (0)
482
483 /*
484  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
485  */
486 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
487 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
488 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
489 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
490
491 /*
492  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
493  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
494  * appearing has to hold it as well.
495  */
496 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
497
498 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg);
499 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg);
500
501 static inline
502 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
503 {
504         return container_of(s, struct mem_cgroup, css);
505 }
506
507 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
508 {
509         return (memcg == root_mem_cgroup);
510 }
511
512 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
513 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
514
515 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
516 {
517         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
518                 struct mem_cgroup *memcg;
519                 struct cg_proto *cg_proto;
520
521                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
522
523                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
524                  * filled. It won't however, necessarily happen from
525                  * process context. So the test for root memcg given
526                  * the current task's memcg won't help us in this case.
527                  *
528                  * Respecting the original socket's memcg is a better
529                  * decision in this case.
530                  */
531                 if (sk->sk_cgrp) {
532                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
533                         mem_cgroup_get(sk->sk_cgrp->memcg);
534                         return;
535                 }
536
537                 rcu_read_lock();
538                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
539                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
540                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) && memcg_proto_active(cg_proto)) {
541                         mem_cgroup_get(memcg);
542                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
543                 }
544                 rcu_read_unlock();
545         }
546 }
547 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
548
549 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
550 {
551         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
552                 struct mem_cgroup *memcg;
553                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
554                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
555                 mem_cgroup_put(memcg);
556         }
557 }
558
559 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
560 {
561         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
562                 return NULL;
563
564         return &memcg->tcp_mem.cg_proto;
565 }
566 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
567
568 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
569 {
570         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem.cg_proto))
571                 return;
572         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
573 }
574 #else
575 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
576 {
577 }
578 #endif
579
580 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
581 /*
582  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params->memcg_caches.
583  * There are two main reasons for not using the css_id for this:
584  *  1) this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
585  *     but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
586  *     memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
587  *     200 entry array for that.
588  *
589  *  2) In order not to violate the cgroup API, we would like to do all memory
590  *     allocation in ->create(). At that point, we haven't yet allocated the
591  *     css_id. Having a separate index prevents us from messing with the cgroup
592  *     core for this
593  *
594  * The current size of the caches array is stored in
595  * memcg_limited_groups_array_size.  It will double each time we have to
596  * increase it.
597  */
598 static DEFINE_IDA(kmem_limited_groups);
599 int memcg_limited_groups_array_size;
600
601 /*
602  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
603  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
604  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
605  * tunable, but that is strictly not necessary.
606  *
607  * MAX_SIZE should be as large as the number of css_ids. Ideally, we could get
608  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
609  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
610  * css_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
611  * increase ours as well if it increases.
612  */
613 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
614 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE 65535
615
616 /*
617  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
618  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
619  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
620  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
621  */
622 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
623 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
624
625 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
626 {
627         if (memcg_kmem_is_active(memcg)) {
628                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
629                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg->kmemcg_id);
630         }
631         /*
632          * This check can't live in kmem destruction function,
633          * since the charges will outlive the cgroup
634          */
635         WARN_ON(res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0);
636 }
637 #else
638 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
639 {
640 }
641 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
642
643 static void disarm_static_keys(struct mem_cgroup *memcg)
644 {
645         disarm_sock_keys(memcg);
646         disarm_kmem_keys(memcg);
647 }
648
649 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
650
651 static struct mem_cgroup_per_zone *
652 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
653 {
654         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
655         return &memcg->info.nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
656 }
657
658 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
659 {
660         return &memcg->css;
661 }
662
663 static struct mem_cgroup_per_zone *
664 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
665 {
666         int nid = page_to_nid(page);
667         int zid = page_zonenum(page);
668
669         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
670 }
671
672 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
673 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
674 {
675         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
676 }
677
678 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
679 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
680 {
681         int nid = page_to_nid(page);
682         int zid = page_zonenum(page);
683
684         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
685 }
686
687 static void
688 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
689                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
690                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
691                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
692 {
693         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
694         struct rb_node *parent = NULL;
695         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
696
697         if (mz->on_tree)
698                 return;
699
700         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
701         if (!mz->usage_in_excess)
702                 return;
703         while (*p) {
704                 parent = *p;
705                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
706                                         tree_node);
707                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
708                         p = &(*p)->rb_left;
709                 /*
710                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
711                  * limit by the same amount
712                  */
713                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
714                         p = &(*p)->rb_right;
715         }
716         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
717         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
718         mz->on_tree = true;
719 }
720
721 static void
722 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
723                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
724                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
725 {
726         if (!mz->on_tree)
727                 return;
728         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
729         mz->on_tree = false;
730 }
731
732 static void
733 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
734                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
735                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
736 {
737         spin_lock(&mctz->lock);
738         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
739         spin_unlock(&mctz->lock);
740 }
741
742
743 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
744 {
745         unsigned long long excess;
746         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
747         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
748         int nid = page_to_nid(page);
749         int zid = page_zonenum(page);
750         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
751
752         /*
753          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
754          * because their event counter is not touched.
755          */
756         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
757                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
758                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
759                 /*
760                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
761                  * mem is over its softlimit.
762                  */
763                 if (excess || mz->on_tree) {
764                         spin_lock(&mctz->lock);
765                         /* if on-tree, remove it */
766                         if (mz->on_tree)
767                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
768                         /*
769                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
770                          * If excess is 0, no tree ops.
771                          */
772                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
773                         spin_unlock(&mctz->lock);
774                 }
775         }
776 }
777
778 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
779 {
780         int node, zone;
781         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
782         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
783
784         for_each_node(node) {
785                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
786                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
787                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
788                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
789                 }
790         }
791 }
792
793 static struct mem_cgroup_per_zone *
794 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
795 {
796         struct rb_node *rightmost = NULL;
797         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
798
799 retry:
800         mz = NULL;
801         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
802         if (!rightmost)
803                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
804
805         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
806         /*
807          * Remove the node now but someone else can add it back,
808          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
809          * position in the tree.
810          */
811         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
812         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
813                 !css_tryget(&mz->memcg->css))
814                 goto retry;
815 done:
816         return mz;
817 }
818
819 static struct mem_cgroup_per_zone *
820 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
821 {
822         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
823
824         spin_lock(&mctz->lock);
825         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
826         spin_unlock(&mctz->lock);
827         return mz;
828 }
829
830 /*
831  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
832  *
833  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
834  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
835  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
836  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
837  *
838  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
839  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
840  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
841  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
842  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
843  *
844  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
845  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
846  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
847  * implemented.
848  */
849 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
850                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
851 {
852         long val = 0;
853         int cpu;
854
855         get_online_cpus();
856         for_each_online_cpu(cpu)
857                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
858 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
859         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
860         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
861         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
862 #endif
863         put_online_cpus();
864         return val;
865 }
866
867 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
868                                          bool charge)
869 {
870         int val = (charge) ? 1 : -1;
871         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
872 }
873
874 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
875                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
876 {
877         unsigned long val = 0;
878         int cpu;
879
880         for_each_online_cpu(cpu)
881                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
882 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
883         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
884         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
885         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
886 #endif
887         return val;
888 }
889
890 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
891                                          bool anon, int nr_pages)
892 {
893         preempt_disable();
894
895         /*
896          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
897          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
898          */
899         if (anon)
900                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
901                                 nr_pages);
902         else
903                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
904                                 nr_pages);
905
906         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
907         if (nr_pages > 0)
908                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
909         else {
910                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
911                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
912         }
913
914         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
915
916         preempt_enable();
917 }
918
919 unsigned long
920 mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
921 {
922         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
923
924         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
925         return mz->lru_size[lru];
926 }
927
928 static unsigned long
929 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
930                         unsigned int lru_mask)
931 {
932         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
933         enum lru_list lru;
934         unsigned long ret = 0;
935
936         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
937
938         for_each_lru(lru) {
939                 if (BIT(lru) & lru_mask)
940                         ret += mz->lru_size[lru];
941         }
942         return ret;
943 }
944
945 static unsigned long
946 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
947                         int nid, unsigned int lru_mask)
948 {
949         u64 total = 0;
950         int zid;
951
952         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
953                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
954                                                 nid, zid, lru_mask);
955
956         return total;
957 }
958
959 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
960                         unsigned int lru_mask)
961 {
962         int nid;
963         u64 total = 0;
964
965         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
966                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
967         return total;
968 }
969
970 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
971                                        enum mem_cgroup_events_target target)
972 {
973         unsigned long val, next;
974
975         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
976         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
977         /* from time_after() in jiffies.h */
978         if ((long)next - (long)val < 0) {
979                 switch (target) {
980                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
981                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
982                         break;
983                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
984                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
985                         break;
986                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
987                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
988                         break;
989                 default:
990                         break;
991                 }
992                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
993                 return true;
994         }
995         return false;
996 }
997
998 /*
999  * Check events in order.
1000  *
1001  */
1002 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
1003 {
1004         preempt_disable();
1005         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
1006         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1007                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
1008                 bool do_softlimit;
1009                 bool do_numainfo __maybe_unused;
1010
1011                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1012                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
1013 #if MAX_NUMNODES > 1
1014                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1015                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
1016 #endif
1017                 preempt_enable();
1018
1019                 mem_cgroup_threshold(memcg);
1020                 if (unlikely(do_softlimit))
1021                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
1022 #if MAX_NUMNODES > 1
1023                 if (unlikely(do_numainfo))
1024                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
1025 #endif
1026         } else
1027                 preempt_enable();
1028 }
1029
1030 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_cont(struct cgroup *cont)
1031 {
1032         return mem_cgroup_from_css(
1033                 cgroup_subsys_state(cont, mem_cgroup_subsys_id));
1034 }
1035
1036 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1037 {
1038         /*
1039          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1040          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1041          * So this can be called with p == NULL.
1042          */
1043         if (unlikely(!p))
1044                 return NULL;
1045
1046         return mem_cgroup_from_css(task_subsys_state(p, mem_cgroup_subsys_id));
1047 }
1048
1049 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1050 {
1051         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1052
1053         if (!mm)
1054                 return NULL;
1055         /*
1056          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
1057          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
1058          * pessimistic (rather than adding locks here).
1059          */
1060         rcu_read_lock();
1061         do {
1062                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1063                 if (unlikely(!memcg))
1064                         break;
1065         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1066         rcu_read_unlock();
1067         return memcg;
1068 }
1069
1070 /**
1071  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1072  * @root: hierarchy root
1073  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1074  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1075  *
1076  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1077  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1078  *
1079  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1080  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1081  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1082  *
1083  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
1084  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1085  * reclaimers operating on the same zone and priority.
1086  */
1087 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1088                                    struct mem_cgroup *prev,
1089                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1090 {
1091         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1092         int id = 0;
1093
1094         if (mem_cgroup_disabled())
1095                 return NULL;
1096
1097         if (!root)
1098                 root = root_mem_cgroup;
1099
1100         if (prev && !reclaim)
1101                 id = css_id(&prev->css);
1102
1103         if (prev && prev != root)
1104                 css_put(&prev->css);
1105
1106         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1107                 if (prev)
1108                         return NULL;
1109                 return root;
1110         }
1111
1112         while (!memcg) {
1113                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1114                 struct cgroup_subsys_state *css;
1115
1116                 if (reclaim) {
1117                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
1118                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
1119                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1120
1121                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
1122                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
1123                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1124                                 return NULL;
1125                         id = iter->position;
1126                 }
1127
1128                 rcu_read_lock();
1129                 css = css_get_next(&mem_cgroup_subsys, id + 1, &root->css, &id);
1130                 if (css) {
1131                         if (css == &root->css || css_tryget(css))
1132                                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1133                 } else
1134                         id = 0;
1135                 rcu_read_unlock();
1136
1137                 if (reclaim) {
1138                         iter->position = id;
1139                         if (!css)
1140                                 iter->generation++;
1141                         else if (!prev && memcg)
1142                                 reclaim->generation = iter->generation;
1143                 }
1144
1145                 if (prev && !css)
1146                         return NULL;
1147         }
1148         return memcg;
1149 }
1150
1151 /**
1152  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1153  * @root: hierarchy root
1154  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1155  */
1156 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1157                            struct mem_cgroup *prev)
1158 {
1159         if (!root)
1160                 root = root_mem_cgroup;
1161         if (prev && prev != root)
1162                 css_put(&prev->css);
1163 }
1164
1165 /*
1166  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1167  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1168  * be used for reference counting.
1169  */
1170 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1171         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1172              iter != NULL;                              \
1173              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1174
1175 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1176         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1177              iter != NULL;                              \
1178              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1179
1180 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1181 {
1182         struct mem_cgroup *memcg;
1183
1184         rcu_read_lock();
1185         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1186         if (unlikely(!memcg))
1187                 goto out;
1188
1189         switch (idx) {
1190         case PGFAULT:
1191                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1192                 break;
1193         case PGMAJFAULT:
1194                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1195                 break;
1196         default:
1197                 BUG();
1198         }
1199 out:
1200         rcu_read_unlock();
1201 }
1202 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1203
1204 /**
1205  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1206  * @zone: zone of the wanted lruvec
1207  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1208  *
1209  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1210  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1211  * is disabled.
1212  */
1213 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1214                                       struct mem_cgroup *memcg)
1215 {
1216         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1217         struct lruvec *lruvec;
1218
1219         if (mem_cgroup_disabled()) {
1220                 lruvec = &zone->lruvec;
1221                 goto out;
1222         }
1223
1224         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1225         lruvec = &mz->lruvec;
1226 out:
1227         /*
1228          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1229          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1230          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1231          */
1232         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1233                 lruvec->zone = zone;
1234         return lruvec;
1235 }
1236
1237 /*
1238  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1239  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1240  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1241  *
1242  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1243  * 1. charge
1244  * 2. moving account
1245  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1246  * It is added to LRU before charge.
1247  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1248  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1249  */
1250
1251 /**
1252  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1253  * @page: the page
1254  * @zone: zone of the page
1255  */
1256 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1257 {
1258         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1259         struct mem_cgroup *memcg;
1260         struct page_cgroup *pc;
1261         struct lruvec *lruvec;
1262
1263         if (mem_cgroup_disabled()) {
1264                 lruvec = &zone->lruvec;
1265                 goto out;
1266         }
1267
1268         pc = lookup_page_cgroup(page);
1269         memcg = pc->mem_cgroup;
1270
1271         /*
1272          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1273          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1274          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1275          *
1276          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1277          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1278          * of pc->mem_cgroup safe.
1279          */
1280         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1281                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1282
1283         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1284         lruvec = &mz->lruvec;
1285 out:
1286         /*
1287          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1288          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1289          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1290          */
1291         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1292                 lruvec->zone = zone;
1293         return lruvec;
1294 }
1295
1296 /**
1297  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1298  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1299  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1300  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1301  *
1302  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1303  * lru list.
1304  */
1305 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1306                                 int nr_pages)
1307 {
1308         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1309         unsigned long *lru_size;
1310
1311         if (mem_cgroup_disabled())
1312                 return;
1313
1314         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1315         lru_size = mz->lru_size + lru;
1316         *lru_size += nr_pages;
1317         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1318 }
1319
1320 /*
1321  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1322  * hierarchy subtree
1323  */
1324 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1325                                   struct mem_cgroup *memcg)
1326 {
1327         if (root_memcg == memcg)
1328                 return true;
1329         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1330                 return false;
1331         return css_is_ancestor(&memcg->css, &root_memcg->css);
1332 }
1333
1334 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1335                                        struct mem_cgroup *memcg)
1336 {
1337         bool ret;
1338
1339         rcu_read_lock();
1340         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1341         rcu_read_unlock();
1342         return ret;
1343 }
1344
1345 int task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, const struct mem_cgroup *memcg)
1346 {
1347         int ret;
1348         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1349         struct task_struct *p;
1350
1351         p = find_lock_task_mm(task);
1352         if (p) {
1353                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1354                 task_unlock(p);
1355         } else {
1356                 /*
1357                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1358                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1359                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1360                  */
1361                 task_lock(task);
1362                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1363                 if (curr)
1364                         css_get(&curr->css);
1365                 task_unlock(task);
1366         }
1367         if (!curr)
1368                 return 0;
1369         /*
1370          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1371          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1372          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1373          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1374          */
1375         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1376         css_put(&curr->css);
1377         return ret;
1378 }
1379
1380 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1381 {
1382         unsigned long inactive_ratio;
1383         unsigned long inactive;
1384         unsigned long active;
1385         unsigned long gb;
1386
1387         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1388         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1389
1390         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1391         if (gb)
1392                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1393         else
1394                 inactive_ratio = 1;
1395
1396         return inactive * inactive_ratio < active;
1397 }
1398
1399 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1400         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1401
1402 /**
1403  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1404  * @memcg: the memory cgroup
1405  *
1406  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1407  * pages.
1408  */
1409 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1410 {
1411         unsigned long long margin;
1412
1413         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1414         if (do_swap_account)
1415                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1416         return margin >> PAGE_SHIFT;
1417 }
1418
1419 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1420 {
1421         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
1422
1423         /* root ? */
1424         if (cgrp->parent == NULL)
1425                 return vm_swappiness;
1426
1427         return memcg->swappiness;
1428 }
1429
1430 /*
1431  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1432  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1433  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1434  * rcu_read_lock(), like this:
1435  *
1436  *         CPU-A                                    CPU-B
1437  *                                              rcu_read_lock()
1438  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1439  *                                                   take heavy locks.
1440  *         synchronize_rcu()                    update something.
1441  *                                              rcu_read_unlock()
1442  *         start move here.
1443  */
1444
1445 /* for quick checking without looking up memcg */
1446 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1447
1448 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1449 {
1450         atomic_inc(&memcg_moving);
1451         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1452         synchronize_rcu();
1453 }
1454
1455 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1456 {
1457         /*
1458          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1459          * We check NULL in callee rather than caller.
1460          */
1461         if (memcg) {
1462                 atomic_dec(&memcg_moving);
1463                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1464         }
1465 }
1466
1467 /*
1468  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1469  *
1470  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1471  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1472  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1473  *
1474  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1475  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1476  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1477  */
1478
1479 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1480 {
1481         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1482         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1483 }
1484
1485 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1486 {
1487         struct mem_cgroup *from;
1488         struct mem_cgroup *to;
1489         bool ret = false;
1490         /*
1491          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1492          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1493          */
1494         spin_lock(&mc.lock);
1495         from = mc.from;
1496         to = mc.to;
1497         if (!from)
1498                 goto unlock;
1499
1500         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1501                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1502 unlock:
1503         spin_unlock(&mc.lock);
1504         return ret;
1505 }
1506
1507 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1508 {
1509         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1510                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1511                         DEFINE_WAIT(wait);
1512                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1513                         /* moving charge context might have finished. */
1514                         if (mc.moving_task)
1515                                 schedule();
1516                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1517                         return true;
1518                 }
1519         }
1520         return false;
1521 }
1522
1523 /*
1524  * Take this lock when
1525  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1526  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1527  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1528  */
1529 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1530                                   unsigned long *flags)
1531 {
1532         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1533 }
1534
1535 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1536                                 unsigned long *flags)
1537 {
1538         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1539 }
1540
1541 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1542 /**
1543  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1544  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1545  * @p: Task that is going to be killed
1546  *
1547  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1548  * enabled
1549  */
1550 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1551 {
1552         struct cgroup *task_cgrp;
1553         struct cgroup *mem_cgrp;
1554         /*
1555          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1556          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1557          * If this assumption is broken, revisit this code.
1558          */
1559         static char memcg_name[PATH_MAX];
1560         int ret;
1561         struct mem_cgroup *iter;
1562         unsigned int i;
1563
1564         if (!p)
1565                 return;
1566
1567         rcu_read_lock();
1568
1569         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1570         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1571
1572         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1573         if (ret < 0) {
1574                 /*
1575                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1576                  * But we'll still print out the usage information
1577                  */
1578                 rcu_read_unlock();
1579                 goto done;
1580         }
1581         rcu_read_unlock();
1582
1583         pr_info("Task in %s killed", memcg_name);
1584
1585         rcu_read_lock();
1586         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1587         if (ret < 0) {
1588                 rcu_read_unlock();
1589                 goto done;
1590         }
1591         rcu_read_unlock();
1592
1593         /*
1594          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1595          */
1596         pr_cont(" as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1597 done:
1598
1599         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1600                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1601                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1602                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1603         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1604                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1605                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1606                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1607         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1608                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) >> 10,
1609                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_LIMIT) >> 10,
1610                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_FAILCNT));
1611
1612         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1613                 pr_info("Memory cgroup stats");
1614
1615                 rcu_read_lock();
1616                 ret = cgroup_path(iter->css.cgroup, memcg_name, PATH_MAX);
1617                 if (!ret)
1618                         pr_cont(" for %s", memcg_name);
1619                 rcu_read_unlock();
1620                 pr_cont(":");
1621
1622                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1623                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1624                                 continue;
1625                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1626                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1627                 }
1628
1629                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1630                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1631                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1632
1633                 pr_cont("\n");
1634         }
1635 }
1636
1637 /*
1638  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1639  * 1(self count) if no children.
1640  */
1641 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1642 {
1643         int num = 0;
1644         struct mem_cgroup *iter;
1645
1646         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1647                 num++;
1648         return num;
1649 }
1650
1651 /*
1652  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1653  */
1654 static u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1655 {
1656         u64 limit;
1657
1658         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1659
1660         /*
1661          * Do not consider swap space if we cannot swap due to swappiness
1662          */
1663         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1664                 u64 memsw;
1665
1666                 limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1667                 memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1668
1669                 /*
1670                  * If memsw is finite and limits the amount of swap space
1671                  * available to this memcg, return that limit.
1672                  */
1673                 limit = min(limit, memsw);
1674         }
1675
1676         return limit;
1677 }
1678
1679 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1680                                      int order)
1681 {
1682         struct mem_cgroup *iter;
1683         unsigned long chosen_points = 0;
1684         unsigned long totalpages;
1685         unsigned int points = 0;
1686         struct task_struct *chosen = NULL;
1687
1688         /*
1689          * If current has a pending SIGKILL, then automatically select it.  The
1690          * goal is to allow it to allocate so that it may quickly exit and free
1691          * its memory.
1692          */
1693         if (fatal_signal_pending(current)) {
1694                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1695                 return;
1696         }
1697
1698         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1699         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) >> PAGE_SHIFT ? : 1;
1700         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1701                 struct cgroup *cgroup = iter->css.cgroup;
1702                 struct cgroup_iter it;
1703                 struct task_struct *task;
1704
1705                 cgroup_iter_start(cgroup, &it);
1706                 while ((task = cgroup_iter_next(cgroup, &it))) {
1707                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1708                                                         false)) {
1709                         case OOM_SCAN_SELECT:
1710                                 if (chosen)
1711                                         put_task_struct(chosen);
1712                                 chosen = task;
1713                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1714                                 get_task_struct(chosen);
1715                                 /* fall through */
1716                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1717                                 continue;
1718                         case OOM_SCAN_ABORT:
1719                                 cgroup_iter_end(cgroup, &it);
1720                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1721                                 if (chosen)
1722                                         put_task_struct(chosen);
1723                                 return;
1724                         case OOM_SCAN_OK:
1725                                 break;
1726                         };
1727                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1728                         if (points > chosen_points) {
1729                                 if (chosen)
1730                                         put_task_struct(chosen);
1731                                 chosen = task;
1732                                 chosen_points = points;
1733                                 get_task_struct(chosen);
1734                         }
1735                 }
1736                 cgroup_iter_end(cgroup, &it);
1737         }
1738
1739         if (!chosen)
1740                 return;
1741         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1742         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1743                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1744 }
1745
1746 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1747                                         gfp_t gfp_mask,
1748                                         unsigned long flags)
1749 {
1750         unsigned long total = 0;
1751         bool noswap = false;
1752         int loop;
1753
1754         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1755                 noswap = true;
1756         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1757                 noswap = true;
1758
1759         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1760                 if (loop)
1761                         drain_all_stock_async(memcg);
1762                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1763                 /*
1764                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1765                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1766                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1767                  */
1768                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1769                         break;
1770                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1771                         break;
1772                 /*
1773                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1774                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1775                  */
1776                 if (loop && !total)
1777                         break;
1778         }
1779         return total;
1780 }
1781
1782 /**
1783  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1784  * @memcg: the target memcg
1785  * @nid: the node ID to be checked.
1786  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1787  *
1788  * This function returns whether the specified memcg contains any
1789  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1790  * pages in the node.
1791  */
1792 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1793                 int nid, bool noswap)
1794 {
1795         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1796                 return true;
1797         if (noswap || !total_swap_pages)
1798                 return false;
1799         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1800                 return true;
1801         return false;
1802
1803 }
1804 #if MAX_NUMNODES > 1
1805
1806 /*
1807  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1808  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1809  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1810  *
1811  */
1812 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1813 {
1814         int nid;
1815         /*
1816          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1817          * pagein/pageout changes since the last update.
1818          */
1819         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1820                 return;
1821         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1822                 return;
1823
1824         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1825         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1826
1827         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1828
1829                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1830                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1831         }
1832
1833         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1834         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1835 }
1836
1837 /*
1838  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1839  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1840  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1841  *
1842  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1843  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1844  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1845  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1846  *
1847  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1848  */
1849 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1850 {
1851         int node;
1852
1853         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1854         node = memcg->last_scanned_node;
1855
1856         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1857         if (node == MAX_NUMNODES)
1858                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1859         /*
1860          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1861          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1862          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1863          * we use curret node.
1864          */
1865         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1866                 node = numa_node_id();
1867
1868         memcg->last_scanned_node = node;
1869         return node;
1870 }
1871
1872 /*
1873  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1874  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1875  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1876  * enough new information. We need to do double check.
1877  */
1878 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1879 {
1880         int nid;
1881
1882         /*
1883          * quick check...making use of scan_node.
1884          * We can skip unused nodes.
1885          */
1886         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1887                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1888                      nid < MAX_NUMNODES;
1889                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1890
1891                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1892                                 return true;
1893                 }
1894         }
1895         /*
1896          * Check rest of nodes.
1897          */
1898         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
1899                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1900                         continue;
1901                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1902                         return true;
1903         }
1904         return false;
1905 }
1906
1907 #else
1908 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1909 {
1910         return 0;
1911 }
1912
1913 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1914 {
1915         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
1916 }
1917 #endif
1918
1919 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1920                                    struct zone *zone,
1921                                    gfp_t gfp_mask,
1922                                    unsigned long *total_scanned)
1923 {
1924         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1925         int total = 0;
1926         int loop = 0;
1927         unsigned long excess;
1928         unsigned long nr_scanned;
1929         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1930                 .zone = zone,
1931                 .priority = 0,
1932         };
1933
1934         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
1935
1936         while (1) {
1937                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1938                 if (!victim) {
1939                         loop++;
1940                         if (loop >= 2) {
1941                                 /*
1942                                  * If we have not been able to reclaim
1943                                  * anything, it might because there are
1944                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1945                                  */
1946                                 if (!total)
1947                                         break;
1948                                 /*
1949                                  * We want to do more targeted reclaim.
1950                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1951                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1952                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1953                                  */
1954                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1955                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1956                                         break;
1957                         }
1958                         continue;
1959                 }
1960                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
1961                         continue;
1962                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1963                                                      zone, &nr_scanned);
1964                 *total_scanned += nr_scanned;
1965                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
1966                         break;
1967         }
1968         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1969         return total;
1970 }
1971
1972 /*
1973  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1974  * If someone is running, return false.
1975  * Has to be called with memcg_oom_lock
1976  */
1977 static bool mem_cgroup_oom_lock(struct mem_cgroup *memcg)
1978 {
1979         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1980
1981         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1982                 if (iter->oom_lock) {
1983                         /*
1984                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1985                          * so we cannot give a lock.
1986                          */
1987                         failed = iter;
1988                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1989                         break;
1990                 } else
1991                         iter->oom_lock = true;
1992         }
1993
1994         if (!failed)
1995                 return true;
1996
1997         /*
1998          * OK, we failed to lock the whole subtree so we have to clean up
1999          * what we set up to the failing subtree
2000          */
2001         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2002                 if (iter == failed) {
2003                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2004                         break;
2005                 }
2006                 iter->oom_lock = false;
2007         }
2008         return false;
2009 }
2010
2011 /*
2012  * Has to be called with memcg_oom_lock
2013  */
2014 static int mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
2015 {
2016         struct mem_cgroup *iter;
2017
2018         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2019                 iter->oom_lock = false;
2020         return 0;
2021 }
2022
2023 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2024 {
2025         struct mem_cgroup *iter;
2026
2027         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2028                 atomic_inc(&iter->under_oom);
2029 }
2030
2031 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2032 {
2033         struct mem_cgroup *iter;
2034
2035         /*
2036          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
2037          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
2038          * atomic_add_unless() here.
2039          */
2040         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2041                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
2042 }
2043
2044 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
2045 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
2046
2047 struct oom_wait_info {
2048         struct mem_cgroup *memcg;
2049         wait_queue_t    wait;
2050 };
2051
2052 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
2053         unsigned mode, int sync, void *arg)
2054 {
2055         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
2056         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
2057         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
2058
2059         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
2060         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
2061
2062         /*
2063          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
2064          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
2065          */
2066         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
2067                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
2068                 return 0;
2069         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
2070 }
2071
2072 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2073 {
2074         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
2075         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
2076 }
2077
2078 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
2079 {
2080         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
2081                 memcg_wakeup_oom(memcg);
2082 }
2083
2084 /*
2085  * try to call OOM killer. returns false if we should exit memory-reclaim loop.
2086  */
2087 static bool mem_cgroup_handle_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask,
2088                                   int order)
2089 {
2090         struct oom_wait_info owait;
2091         bool locked, need_to_kill;
2092
2093         owait.memcg = memcg;
2094         owait.wait.flags = 0;
2095         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2096         owait.wait.private = current;
2097         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
2098         need_to_kill = true;
2099         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2100
2101         /* At first, try to OOM lock hierarchy under memcg.*/
2102         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2103         locked = mem_cgroup_oom_lock(memcg);
2104         /*
2105          * Even if signal_pending(), we can't quit charge() loop without
2106          * accounting. So, UNINTERRUPTIBLE is appropriate. But SIGKILL
2107          * under OOM is always welcomed, use TASK_KILLABLE here.
2108          */
2109         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2110         if (!locked || memcg->oom_kill_disable)
2111                 need_to_kill = false;
2112         if (locked)
2113                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2114         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2115
2116         if (need_to_kill) {
2117                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2118                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order);
2119         } else {
2120                 schedule();
2121                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2122         }
2123         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2124         if (locked)
2125                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2126         memcg_wakeup_oom(memcg);
2127         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2128
2129         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2130
2131         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
2132                 return false;
2133         /* Give chance to dying process */
2134         schedule_timeout_uninterruptible(1);
2135         return true;
2136 }
2137
2138 /*
2139  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
2140  * generalized to update other statistics as well.
2141  *
2142  * Notes: Race condition
2143  *
2144  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
2145  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
2146  * to do so _always_.
2147  *
2148  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
2149  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
2150  * are no race with "charge".
2151  *
2152  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
2153  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
2154  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
2155  * by flags.
2156  *
2157  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
2158  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
2159  * If there is, we take a lock.
2160  */
2161
2162 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
2163                                 bool *locked, unsigned long *flags)
2164 {
2165         struct mem_cgroup *memcg;
2166         struct page_cgroup *pc;
2167
2168         pc = lookup_page_cgroup(page);
2169 again:
2170         memcg = pc->mem_cgroup;
2171         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2172                 return;
2173         /*
2174          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
2175          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
2176          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
2177          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
2178          */
2179         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
2180                 return;
2181
2182         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2183         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2184                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2185                 goto again;
2186         }
2187         *locked = true;
2188 }
2189
2190 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
2191 {
2192         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2193
2194         /*
2195          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
2196          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
2197          * should take move_lock_mem_cgroup().
2198          */
2199         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
2200 }
2201
2202 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
2203                                  enum mem_cgroup_page_stat_item idx, int val)
2204 {
2205         struct mem_cgroup *memcg;
2206         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2207         unsigned long uninitialized_var(flags);
2208
2209         if (mem_cgroup_disabled())
2210                 return;
2211
2212         memcg = pc->mem_cgroup;
2213         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2214                 return;
2215
2216         switch (idx) {
2217         case MEMCG_NR_FILE_MAPPED:
2218                 idx = MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED;
2219                 break;
2220         default:
2221                 BUG();
2222         }
2223
2224         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2225 }
2226
2227 /*
2228  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2229  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2230  */
2231 #define CHARGE_BATCH    32U
2232 struct memcg_stock_pcp {
2233         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2234         unsigned int nr_pages;
2235         struct work_struct work;
2236         unsigned long flags;
2237 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2238 };
2239 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2240 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2241
2242 /**
2243  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2244  * @memcg: memcg to consume from.
2245  * @nr_pages: how many pages to charge.
2246  *
2247  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2248  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2249  * service an allocation will refill the stock.
2250  *
2251  * returns true if successful, false otherwise.
2252  */
2253 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2254 {
2255         struct memcg_stock_pcp *stock;
2256         bool ret = true;
2257
2258         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2259                 return false;
2260
2261         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2262         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages)
2263                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2264         else /* need to call res_counter_charge */
2265                 ret = false;
2266         put_cpu_var(memcg_stock);
2267         return ret;
2268 }
2269
2270 /*
2271  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2272  */
2273 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2274 {
2275         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2276
2277         if (stock->nr_pages) {
2278                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2279
2280                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2281                 if (do_swap_account)
2282                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2283                 stock->nr_pages = 0;
2284         }
2285         stock->cached = NULL;
2286 }
2287
2288 /*
2289  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2290  * a thread which is pinned to local cpu.
2291  */
2292 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2293 {
2294         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2295         drain_stock(stock);
2296         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2297 }
2298
2299 static void __init memcg_stock_init(void)
2300 {
2301         int cpu;
2302
2303         for_each_possible_cpu(cpu) {
2304                 struct memcg_stock_pcp *stock =
2305                                         &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2306                 INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
2307         }
2308 }
2309
2310 /*
2311  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2312  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2313  */
2314 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2315 {
2316         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2317
2318         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2319                 drain_stock(stock);
2320                 stock->cached = memcg;
2321         }
2322         stock->nr_pages += nr_pages;
2323         put_cpu_var(memcg_stock);
2324 }
2325
2326 /*
2327  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2328  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2329  * until the work is done.
2330  */
2331 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2332 {
2333         int cpu, curcpu;
2334
2335         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2336         get_online_cpus();
2337         curcpu = get_cpu();
2338         for_each_online_cpu(cpu) {
2339                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2340                 struct mem_cgroup *memcg;
2341
2342                 memcg = stock->cached;
2343                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2344                         continue;
2345                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2346                         continue;
2347                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2348                         if (cpu == curcpu)
2349                                 drain_local_stock(&stock->work);
2350                         else
2351                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2352                 }
2353         }
2354         put_cpu();
2355
2356         if (!sync)
2357                 goto out;
2358
2359         for_each_online_cpu(cpu) {
2360                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2361                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2362                         flush_work(&stock->work);
2363         }
2364 out:
2365         put_online_cpus();
2366 }
2367
2368 /*
2369  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2370  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2371  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2372  * it.
2373  */
2374 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2375 {
2376         /*
2377          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2378          */
2379         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2380                 return;
2381         drain_all_stock(root_memcg, false);
2382         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2383 }
2384
2385 /* This is a synchronous drain interface. */
2386 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2387 {
2388         /* called when force_empty is called */
2389         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2390         drain_all_stock(root_memcg, true);
2391         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2392 }
2393
2394 /*
2395  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2396  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2397  */
2398 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2399 {
2400         int i;
2401
2402         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2403         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2404                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2405
2406                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2407                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2408         }
2409         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2410                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2411
2412                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2413                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2414         }
2415         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2416 }
2417
2418 static int __cpuinit memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2419                                         unsigned long action,
2420                                         void *hcpu)
2421 {
2422         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2423         struct memcg_stock_pcp *stock;
2424         struct mem_cgroup *iter;
2425
2426         if (action == CPU_ONLINE)
2427                 return NOTIFY_OK;
2428
2429         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2430                 return NOTIFY_OK;
2431
2432         for_each_mem_cgroup(iter)
2433                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2434
2435         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2436         drain_stock(stock);
2437         return NOTIFY_OK;
2438 }
2439
2440
2441 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2442 enum {
2443         CHARGE_OK,              /* success */
2444         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2445         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2446         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2447         CHARGE_OOM_DIE,         /* the current is killed because of OOM */
2448 };
2449
2450 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2451                                 unsigned int nr_pages, unsigned int min_pages,
2452                                 bool oom_check)
2453 {
2454         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2455         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2456         struct res_counter *fail_res;
2457         unsigned long flags = 0;
2458         int ret;
2459
2460         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2461
2462         if (likely(!ret)) {
2463                 if (!do_swap_account)
2464                         return CHARGE_OK;
2465                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2466                 if (likely(!ret))
2467                         return CHARGE_OK;
2468
2469                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2470                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2471                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2472         } else
2473                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2474         /*
2475          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2476          * single page instead.
2477          */
2478         if (nr_pages > min_pages)
2479                 return CHARGE_RETRY;
2480
2481         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2482                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2483
2484         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2485                 return CHARGE_NOMEM;
2486
2487         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2488         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2489                 return CHARGE_RETRY;
2490         /*
2491          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2492          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2493          * before killing the task.
2494          *
2495          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2496          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2497          * to regular pages anyway in case of failure.
2498          */
2499         if (nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) && ret)
2500                 return CHARGE_RETRY;
2501
2502         /*
2503          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2504          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2505          */
2506         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2507                 return CHARGE_RETRY;
2508
2509         /* If we don't need to call oom-killer at el, return immediately */
2510         if (!oom_check)
2511                 return CHARGE_NOMEM;
2512         /* check OOM */
2513         if (!mem_cgroup_handle_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize)))
2514                 return CHARGE_OOM_DIE;
2515
2516         return CHARGE_RETRY;
2517 }
2518
2519 /*
2520  * __mem_cgroup_try_charge() does
2521  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2522  * 2. update res_counter
2523  * 3. call memory reclaim if necessary.
2524  *
2525  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2526  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2527  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2528  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2529  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2530  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2531  *
2532  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2533  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2534  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2535  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2536  *
2537  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2538  * the oom-killer can be invoked.
2539  */
2540 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2541                                    gfp_t gfp_mask,
2542                                    unsigned int nr_pages,
2543                                    struct mem_cgroup **ptr,
2544                                    bool oom)
2545 {
2546         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2547         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2548         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2549         int ret;
2550
2551         /*
2552          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2553          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2554          * MEMDIE process.
2555          */
2556         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2557                      || fatal_signal_pending(current)))
2558                 goto bypass;
2559
2560         /*
2561          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2562          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2563          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2564          * set, if so charge the root memcg (happens for pagecache usage).
2565          */
2566         if (!*ptr && !mm)
2567                 *ptr = root_mem_cgroup;
2568 again:
2569         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2570                 memcg = *ptr;
2571                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2572                         goto done;
2573                 if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2574                         goto done;
2575                 css_get(&memcg->css);
2576         } else {
2577                 struct task_struct *p;
2578
2579                 rcu_read_lock();
2580                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2581                 /*
2582                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2583                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2584                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2585                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2586                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2587                  * small race, here.
2588                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2589                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2590                  */
2591                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2592                 if (!memcg)
2593                         memcg = root_mem_cgroup;
2594                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2595                         rcu_read_unlock();
2596                         goto done;
2597                 }
2598                 if (consume_stock(memcg, nr_pages)) {
2599                         /*
2600                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2601                          * But considering how consume_stok works, it's not
2602                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2603                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2604                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2605                          * calling consume_stock().
2606                          */
2607                         rcu_read_unlock();
2608                         goto done;
2609                 }
2610                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2611                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2612                         rcu_read_unlock();
2613                         goto again;
2614                 }
2615                 rcu_read_unlock();
2616         }
2617
2618         do {
2619                 bool oom_check;
2620
2621                 /* If killed, bypass charge */
2622                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2623                         css_put(&memcg->css);
2624                         goto bypass;
2625                 }
2626
2627                 oom_check = false;
2628                 if (oom && !nr_oom_retries) {
2629                         oom_check = true;
2630                         nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2631                 }
2632
2633                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch, nr_pages,
2634                     oom_check);
2635                 switch (ret) {
2636                 case CHARGE_OK:
2637                         break;
2638                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2639                         batch = nr_pages;
2640                         css_put(&memcg->css);
2641                         memcg = NULL;
2642                         goto again;
2643                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2644                         css_put(&memcg->css);
2645                         goto nomem;
2646                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2647                         if (!oom) {
2648                                 css_put(&memcg->css);
2649                                 goto nomem;
2650                         }
2651                         /* If oom, we never return -ENOMEM */
2652                         nr_oom_retries--;
2653                         break;
2654                 case CHARGE_OOM_DIE: /* Killed by OOM Killer */
2655                         css_put(&memcg->css);
2656                         goto bypass;
2657                 }
2658         } while (ret != CHARGE_OK);
2659
2660         if (batch > nr_pages)
2661                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2662         css_put(&memcg->css);
2663 done:
2664         *ptr = memcg;
2665         return 0;
2666 nomem:
2667         *ptr = NULL;
2668         return -ENOMEM;
2669 bypass:
2670         *ptr = root_mem_cgroup;
2671         return -EINTR;
2672 }
2673
2674 /*
2675  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2676  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2677  * gotten by try_charge().
2678  */
2679 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2680                                        unsigned int nr_pages)
2681 {
2682         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2683                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2684
2685                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2686                 if (do_swap_account)
2687                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2688         }
2689 }
2690
2691 /*
2692  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2693  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2694  */
2695 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2696                                         unsigned int nr_pages)
2697 {
2698         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2699
2700         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2701                 return;
2702
2703         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2704         if (do_swap_account)
2705                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2706                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2707 }
2708
2709 /*
2710  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2711  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling css_tryget if
2712  * the mem_cgroup is used for charging. (dropping refcnt from swap can be
2713  * called against removed memcg.)
2714  */
2715 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2716 {
2717         struct cgroup_subsys_state *css;
2718
2719         /* ID 0 is unused ID */
2720         if (!id)
2721                 return NULL;
2722         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2723         if (!css)
2724                 return NULL;
2725         return mem_cgroup_from_css(css);
2726 }
2727
2728 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2729 {
2730         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2731         struct page_cgroup *pc;
2732         unsigned short id;
2733         swp_entry_t ent;
2734
2735         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2736
2737         pc = lookup_page_cgroup(page);
2738         lock_page_cgroup(pc);
2739         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2740                 memcg = pc->mem_cgroup;
2741                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2742                         memcg = NULL;
2743         } else if (PageSwapCache(page)) {
2744                 ent.val = page_private(page);
2745                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2746                 rcu_read_lock();
2747                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2748                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2749                         memcg = NULL;
2750                 rcu_read_unlock();
2751         }
2752         unlock_page_cgroup(pc);
2753         return memcg;
2754 }
2755
2756 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2757                                        struct page *page,
2758                                        unsigned int nr_pages,
2759                                        enum charge_type ctype,
2760                                        bool lrucare)
2761 {
2762         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2763         struct zone *uninitialized_var(zone);
2764         struct lruvec *lruvec;
2765         bool was_on_lru = false;
2766         bool anon;
2767
2768         lock_page_cgroup(pc);
2769         VM_BUG_ON(PageCgroupUsed(pc));
2770         /*
2771          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2772          * accessed by any other context at this point.
2773          */
2774
2775         /*
2776          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2777          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2778          */
2779         if (lrucare) {
2780                 zone = page_zone(page);
2781                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2782                 if (PageLRU(page)) {
2783                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2784                         ClearPageLRU(page);
2785                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2786                         was_on_lru = true;
2787                 }
2788         }
2789
2790         pc->mem_cgroup = memcg;
2791         /*
2792          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2793          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2794          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2795          * before USED bit, we need memory barrier here.
2796          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2797          */
2798         smp_wmb();
2799         SetPageCgroupUsed(pc);
2800
2801         if (lrucare) {
2802                 if (was_on_lru) {
2803                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2804                         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2805                         SetPageLRU(page);
2806                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2807                 }
2808                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2809         }
2810
2811         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON)
2812                 anon = true;
2813         else
2814                 anon = false;
2815
2816         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, nr_pages);
2817         unlock_page_cgroup(pc);
2818
2819         /*
2820          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2821          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2822          * if they exceeds softlimit.
2823          */
2824         memcg_check_events(memcg, page);
2825 }
2826
2827 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
2828
2829 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2830 static inline bool memcg_can_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2831 {
2832         return !mem_cgroup_disabled() && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
2833                 (memcg->kmem_account_flags & KMEM_ACCOUNTED_MASK);
2834 }
2835
2836 /*
2837  * This is a bit cumbersome, but it is rarely used and avoids a backpointer
2838  * in the memcg_cache_params struct.
2839  */
2840 static struct kmem_cache *memcg_params_to_cache(struct memcg_cache_params *p)
2841 {
2842         struct kmem_cache *cachep;
2843
2844         VM_BUG_ON(p->is_root_cache);
2845         cachep = p->root_cache;
2846         return cachep->memcg_params->memcg_caches[memcg_cache_id(p->memcg)];
2847 }
2848
2849 #ifdef CONFIG_SLABINFO
2850 static int mem_cgroup_slabinfo_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
2851                                         struct seq_file *m)
2852 {
2853         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
2854         struct memcg_cache_params *params;
2855
2856         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
2857                 return -EIO;
2858
2859         print_slabinfo_header(m);
2860
2861         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
2862         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list)
2863                 cache_show(memcg_params_to_cache(params), m);
2864         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
2865
2866         return 0;
2867 }
2868 #endif
2869
2870 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp, u64 size)
2871 {
2872         struct res_counter *fail_res;
2873         struct mem_cgroup *_memcg;
2874         int ret = 0;
2875         bool may_oom;
2876
2877         ret = res_counter_charge(&memcg->kmem, size, &fail_res);
2878         if (ret)
2879                 return ret;
2880
2881         /*
2882          * Conditions under which we can wait for the oom_killer. Those are
2883          * the same conditions tested by the core page allocator
2884          */
2885         may_oom = (gfp & __GFP_FS) && !(gfp & __GFP_NORETRY);
2886
2887         _memcg = memcg;
2888         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp, size >> PAGE_SHIFT,
2889                                       &_memcg, may_oom);
2890
2891         if (ret == -EINTR)  {
2892                 /*
2893                  * __mem_cgroup_try_charge() chosed to bypass to root due to
2894                  * OOM kill or fatal signal.  Since our only options are to
2895                  * either fail the allocation or charge it to this cgroup, do
2896                  * it as a temporary condition. But we can't fail. From a
2897                  * kmem/slab perspective, the cache has already been selected,
2898                  * by mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
2899                  * our minds.
2900                  *
2901                  * This condition will only trigger if the task entered
2902                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed during
2903                  * __mem_cgroup_try_charge() above. Tasks that were already
2904                  * dying when the allocation triggers should have been already
2905                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
2906                  */
2907                 res_counter_charge_nofail(&memcg->res, size, &fail_res);
2908                 if (do_swap_account)
2909                         res_counter_charge_nofail(&memcg->memsw, size,
2910                                                   &fail_res);
2911                 ret = 0;
2912         } else if (ret)
2913                 res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size);
2914
2915         return ret;
2916 }
2917
2918 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, u64 size)
2919 {
2920         res_counter_uncharge(&memcg->res, size);
2921         if (do_swap_account)
2922                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, size);
2923
2924         /* Not down to 0 */
2925         if (res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size))
2926                 return;
2927
2928         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
2929                 mem_cgroup_put(memcg);
2930 }
2931
2932 void memcg_cache_list_add(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *cachep)
2933 {
2934         if (!memcg)
2935                 return;
2936
2937         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
2938         list_add(&cachep->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
2939         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
2940 }
2941
2942 /*
2943  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
2944  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
2945  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
2946  */
2947 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
2948 {
2949         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
2950 }
2951
2952 /*
2953  * This ends up being protected by the set_limit mutex, during normal
2954  * operation, because that is its main call site.
2955  *
2956  * But when we create a new cache, we can call this as well if its parent
2957  * is kmem-limited. That will have to hold set_limit_mutex as well.
2958  */
2959 int memcg_update_cache_sizes(struct mem_cgroup *memcg)
2960 {
2961         int num, ret;
2962
2963         num = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
2964                                 0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2965         if (num < 0)
2966                 return num;
2967         /*
2968          * After this point, kmem_accounted (that we test atomically in
2969          * the beginning of this conditional), is no longer 0. This
2970          * guarantees only one process will set the following boolean
2971          * to true. We don't need test_and_set because we're protected
2972          * by the set_limit_mutex anyway.
2973          */
2974         memcg_kmem_set_activated(memcg);
2975
2976         ret = memcg_update_all_caches(num+1);
2977         if (ret) {
2978                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, num);
2979                 memcg_kmem_clear_activated(memcg);
2980                 return ret;
2981         }
2982
2983         memcg->kmemcg_id = num;
2984         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
2985         mutex_init(&memcg->slab_caches_mutex);
2986         return 0;
2987 }
2988
2989 static size_t memcg_caches_array_size(int num_groups)
2990 {
2991         ssize_t size;
2992         if (num_groups <= 0)
2993                 return 0;
2994
2995         size = 2 * num_groups;
2996         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2997                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2998         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2999                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
3000
3001         return size;
3002 }
3003
3004 /*
3005  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
3006  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
3007  * calling this.
3008  */
3009 void memcg_update_array_size(int num)
3010 {
3011         if (num > memcg_limited_groups_array_size)
3012                 memcg_limited_groups_array_size = memcg_caches_array_size(num);
3013 }
3014
3015 int memcg_update_cache_size(struct kmem_cache *s, int num_groups)
3016 {
3017         struct memcg_cache_params *cur_params = s->memcg_params;
3018
3019         VM_BUG_ON(s->memcg_params && !s->memcg_params->is_root_cache);
3020
3021         if (num_groups > memcg_limited_groups_array_size) {
3022                 int i;
3023                 ssize_t size = memcg_caches_array_size(num_groups);
3024
3025                 size *= sizeof(void *);
3026                 size += sizeof(struct memcg_cache_params);
3027
3028                 s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3029                 if (!s->memcg_params) {
3030                         s->memcg_params = cur_params;
3031                         return -ENOMEM;
3032                 }
3033
3034                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3035
3036                 /*
3037                  * There is the chance it will be bigger than
3038                  * memcg_limited_groups_array_size, if we failed an allocation
3039                  * in a cache, in which case all caches updated before it, will
3040                  * have a bigger array.
3041                  *
3042                  * But if that is the case, the data after
3043                  * memcg_limited_groups_array_size is certainly unused
3044                  */
3045                 for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3046                         if (!cur_params->memcg_caches[i])
3047                                 continue;
3048                         s->memcg_params->memcg_caches[i] =
3049                                                 cur_params->memcg_caches[i];
3050                 }
3051
3052                 /*
3053                  * Ideally, we would wait until all caches succeed, and only
3054                  * then free the old one. But this is not worth the extra
3055                  * pointer per-cache we'd have to have for this.
3056                  *
3057                  * It is not a big deal if some caches are left with a size
3058                  * bigger than the others. And all updates will reset this
3059                  * anyway.
3060                  */
3061                 kfree(cur_params);
3062         }
3063         return 0;
3064 }
3065
3066 int memcg_register_cache(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s,
3067                          struct kmem_cache *root_cache)
3068 {
3069         size_t size = sizeof(struct memcg_cache_params);
3070
3071         if (!memcg_kmem_enabled())
3072                 return 0;
3073
3074         if (!memcg)
3075                 size += memcg_limited_groups_array_size * sizeof(void *);
3076
3077         s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3078         if (!s->memcg_params)
3079                 return -ENOMEM;
3080
3081         if (memcg) {
3082                 s->memcg_params->memcg = memcg;
3083                 s->memcg_params->root_cache = root_cache;
3084         } else
3085                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3086
3087         return 0;
3088 }
3089
3090 void memcg_release_cache(struct kmem_cache *s)
3091 {
3092         struct kmem_cache *root;
3093         struct mem_cgroup *memcg;
3094         int id;
3095
3096         /*
3097          * This happens, for instance, when a root cache goes away before we
3098          * add any memcg.
3099          */
3100         if (!s->memcg_params)
3101                 return;
3102
3103         if (s->memcg_params->is_root_cache)
3104                 goto out;
3105
3106         memcg = s->memcg_params->memcg;
3107         id  = memcg_cache_id(memcg);
3108
3109         root = s->memcg_params->root_cache;
3110         root->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
3111         mem_cgroup_put(memcg);
3112
3113         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3114         list_del(&s->memcg_params->list);
3115         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3116
3117 out:
3118         kfree(s->memcg_params);
3119 }
3120
3121 /*
3122  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
3123  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
3124  * enqueing new caches to be created.
3125  *
3126  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
3127  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
3128  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
3129  * objects during debug.
3130  *
3131  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
3132  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
3133  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
3134  * cache again, failing at the same point.
3135  *
3136  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
3137  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
3138  * inside the following two functions.
3139  */
3140 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
3141 {
3142         VM_BUG_ON(!current->mm);
3143         current->memcg_kmem_skip_account++;
3144 }
3145
3146 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
3147 {
3148         VM_BUG_ON(!current->mm);
3149         current->memcg_kmem_skip_account--;
3150 }
3151
3152 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w)
3153 {
3154         struct kmem_cache *cachep;
3155         struct memcg_cache_params *p;
3156
3157         p = container_of(w, struct memcg_cache_params, destroy);
3158
3159         cachep = memcg_params_to_cache(p);
3160
3161         /*
3162          * If we get down to 0 after shrink, we could delete right away.
3163          * However, memcg_release_pages() already puts us back in the workqueue
3164          * in that case. If we proceed deleting, we'll get a dangling
3165          * reference, and removing the object from the workqueue in that case
3166          * is unnecessary complication. We are not a fast path.
3167          *
3168          * Note that this case is fundamentally different from racing with
3169          * shrink_slab(): if memcg_cgroup_destroy_cache() is called in
3170          * kmem_cache_shrink, not only we would be reinserting a dead cache
3171          * into the queue, but doing so from inside the worker racing to
3172          * destroy it.
3173          *
3174          * So if we aren't down to zero, we'll just schedule a worker and try
3175          * again
3176          */
3177         if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) != 0) {
3178                 kmem_cache_shrink(cachep);
3179                 if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) == 0)
3180                         return;
3181         } else
3182                 kmem_cache_destroy(cachep);
3183 }
3184
3185 void mem_cgroup_destroy_cache(struct kmem_cache *cachep)
3186 {
3187         if (!cachep->memcg_params->dead)
3188                 return;
3189
3190         /*
3191          * There are many ways in which we can get here.
3192          *
3193          * We can get to a memory-pressure situation while the delayed work is
3194          * still pending to run. The vmscan shrinkers can then release all
3195          * cache memory and get us to destruction. If this is the case, we'll
3196          * be executed twice, which is a bug (the second time will execute over
3197          * bogus data). In this case, cancelling the work should be fine.
3198          *
3199          * But we can also get here from the worker itself, if
3200          * kmem_cache_shrink is enough to shake all the remaining objects and
3201          * get the page count to 0. In this case, we'll deadlock if we try to
3202          * cancel the work (the worker runs with an internal lock held, which
3203          * is the same lock we would hold for cancel_work_sync().)
3204          *
3205          * Since we can't possibly know who got us here, just refrain from
3206          * running if there is already work pending
3207          */
3208         if (work_pending(&cachep->memcg_params->destroy))
3209                 return;
3210         /*
3211          * We have to defer the actual destroying to a workqueue, because
3212          * we might currently be in a context that cannot sleep.
3213          */
3214         schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3215 }
3216
3217 static char *memcg_cache_name(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s)
3218 {
3219         char *name;
3220         struct dentry *dentry;
3221
3222         rcu_read_lock();
3223         dentry = rcu_dereference(memcg->css.cgroup->dentry);
3224         rcu_read_unlock();
3225
3226         BUG_ON(dentry == NULL);
3227
3228         name = kasprintf(GFP_KERNEL, "%s(%d:%s)", s->name,
3229                          memcg_cache_id(memcg), dentry->d_name.name);
3230
3231         return name;
3232 }
3233
3234 static struct kmem_cache *kmem_cache_dup(struct mem_cgroup *memcg,
3235                                          struct kmem_cache *s)
3236 {
3237         char *name;
3238         struct kmem_cache *new;
3239
3240         name = memcg_cache_name(memcg, s);
3241         if (!name)
3242                 return NULL;
3243
3244         new = kmem_cache_create_memcg(memcg, name, s->object_size, s->align,
3245                                       (s->flags & ~SLAB_PANIC), s->ctor, s);
3246
3247         if (new)
3248                 new->allocflags |= __GFP_KMEMCG;
3249
3250         kfree(name);
3251         return new;
3252 }
3253
3254 /*
3255  * This lock protects updaters, not readers. We want readers to be as fast as
3256  * they can, and they will either see NULL or a valid cache value. Our model
3257  * allow them to see NULL, in which case the root memcg will be selected.
3258  *
3259  * We need this lock because multiple allocations to the same cache from a non
3260  * will span more than one worker. Only one of them can create the cache.
3261  */
3262 static DEFINE_MUTEX(memcg_cache_mutex);
3263 static struct kmem_cache *memcg_create_kmem_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3264                                                   struct kmem_cache *cachep)
3265 {
3266         struct kmem_cache *new_cachep;
3267         int idx;
3268
3269         BUG_ON(!memcg_can_account_kmem(memcg));
3270
3271         idx = memcg_cache_id(memcg);
3272
3273         mutex_lock(&memcg_cache_mutex);
3274         new_cachep = cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3275         if (new_cachep)
3276                 goto out;
3277
3278         new_cachep = kmem_cache_dup(memcg, cachep);
3279         if (new_cachep == NULL) {
3280                 new_cachep = cachep;
3281                 goto out;
3282         }
3283
3284         mem_cgroup_get(memcg);
3285         atomic_set(&new_cachep->memcg_params->nr_pages , 0);
3286
3287         cachep->memcg_params->memcg_caches[idx] = new_cachep;
3288         /*
3289          * the readers won't lock, make sure everybody sees the updated value,
3290          * so they won't put stuff in the queue again for no reason
3291          */
3292         wmb();
3293 out:
3294         mutex_unlock(&memcg_cache_mutex);
3295         return new_cachep;
3296 }
3297
3298 void kmem_cache_destroy_memcg_children(struct kmem_cache *s)
3299 {
3300         struct kmem_cache *c;
3301         int i;
3302
3303         if (!s->memcg_params)
3304                 return;
3305         if (!s->memcg_params->is_root_cache)
3306                 return;
3307
3308         /*
3309          * If the cache is being destroyed, we trust that there is no one else
3310          * requesting objects from it. Even if there are, the sanity checks in
3311          * kmem_cache_destroy should caught this ill-case.
3312          *
3313          * Still, we don't want anyone else freeing memcg_caches under our
3314          * noses, which can happen if a new memcg comes to life. As usual,
3315          * we'll take the set_limit_mutex to protect ourselves against this.
3316          */
3317         mutex_lock(&set_limit_mutex);
3318         for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3319                 c = s->memcg_params->memcg_caches[i];
3320                 if (!c)
3321                         continue;
3322
3323                 /*
3324                  * We will now manually delete the caches, so to avoid races
3325                  * we need to cancel all pending destruction workers and
3326                  * proceed with destruction ourselves.
3327                  *
3328                  * kmem_cache_destroy() will call kmem_cache_shrink internally,
3329                  * and that could spawn the workers again: it is likely that
3330                  * the cache still have active pages until this very moment.
3331                  * This would lead us back to mem_cgroup_destroy_cache.
3332                  *
3333                  * But that will not execute at all if the "dead" flag is not
3334                  * set, so flip it down to guarantee we are in control.
3335                  */
3336                 c->memcg_params->dead = false;
3337                 cancel_work_sync(&c->memcg_params->destroy);
3338                 kmem_cache_destroy(c);
3339         }
3340         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3341 }
3342
3343 struct create_work {
3344         struct mem_cgroup *memcg;
3345         struct kmem_cache *cachep;
3346         struct work_struct work;
3347 };
3348
3349 static void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3350 {
3351         struct kmem_cache *cachep;
3352         struct memcg_cache_params *params;
3353
3354         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3355                 return;
3356
3357         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3358         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list) {
3359                 cachep = memcg_params_to_cache(params);
3360                 cachep->memcg_params->dead = true;
3361                 INIT_WORK(&cachep->memcg_params->destroy,
3362                                   kmem_cache_destroy_work_func);
3363                 schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3364         }
3365         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3366 }
3367
3368 static void memcg_create_cache_work_func(struct work_struct *w)
3369 {
3370         struct create_work *cw;
3371
3372         cw = container_of(w, struct create_work, work);
3373         memcg_create_kmem_cache(cw->memcg, cw->cachep);
3374         /* Drop the reference gotten when we enqueued. */
3375         css_put(&cw->memcg->css);
3376         kfree(cw);
3377 }
3378
3379 /*
3380  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
3381  * Called with rcu_read_lock.
3382  */
3383 static void __memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3384                                          struct kmem_cache *cachep)
3385 {
3386         struct create_work *cw;
3387
3388         cw = kmalloc(sizeof(struct create_work), GFP_NOWAIT);
3389         if (cw == NULL)
3390                 return;
3391
3392         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
3393         if (!css_tryget(&memcg->css)) {
3394                 kfree(cw);
3395                 return;
3396         }
3397
3398         cw->memcg = memcg;
3399         cw->cachep = cachep;
3400
3401         INIT_WORK(&cw->work, memcg_create_cache_work_func);
3402         schedule_work(&cw->work);
3403 }
3404
3405 static void memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3406                                        struct kmem_cache *cachep)
3407 {
3408         /*
3409          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
3410          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
3411          * in __memcg_create_cache_enqueue will recurse.
3412          *
3413          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
3414          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
3415          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
3416          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
3417          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
3418          */
3419         memcg_stop_kmem_account();
3420         __memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3421         memcg_resume_kmem_account();
3422 }
3423 /*
3424  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
3425  * We try to use the current memcg's version of the cache.
3426  *
3427  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
3428  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
3429  * in a workqueue.
3430  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
3431  * the original cache.
3432  *
3433  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
3434  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
3435  */
3436 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
3437                                           gfp_t gfp)
3438 {
3439         struct mem_cgroup *memcg;
3440         int idx;
3441
3442         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
3443         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
3444
3445         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3446                 return cachep;
3447
3448         rcu_read_lock();
3449         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
3450         rcu_read_unlock();
3451
3452         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
3453                 return cachep;
3454
3455         idx = memcg_cache_id(memcg);
3456
3457         /*
3458          * barrier to mare sure we're always seeing the up to date value.  The
3459          * code updating memcg_caches will issue a write barrier to match this.
3460          */
3461         read_barrier_depends();
3462         if (unlikely(cachep->memcg_params->memcg_caches[idx] == NULL)) {
3463                 /*
3464                  * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
3465                  * context), we could be be predictable and return right away.
3466                  * This would guarantee that the allocation being performed
3467                  * already belongs in the new cache.
3468                  *
3469                  * However, there are some clashes that can arrive from locking.
3470                  * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
3471                  * kmem_cache_dup, this means no further allocation could happen
3472                  * with the slab_mutex held.
3473                  *
3474                  * Also, because cache creation issue get_online_cpus(), this
3475                  * creates a lock chain: memcg_slab_mutex -> cpu_hotplug_mutex,
3476                  * that ends up reversed during cpu hotplug. (cpuset allocates
3477                  * a bunch of GFP_KERNEL memory during cpuup). Due to all that,
3478                  * better to defer everything.
3479                  */
3480                 memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3481                 return cachep;
3482         }
3483
3484         return cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3485 }
3486 EXPORT_SYMBOL(__memcg_kmem_get_cache);
3487
3488 /*
3489  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
3490  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
3491  * need a further commit step to do the final arrangements.
3492  *
3493  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
3494  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
3495  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
3496  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
3497  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
3498  * the compiled-out case as well.
3499  *
3500  * Returning true means the allocation is possible.
3501  */
3502 bool
3503 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
3504 {
3505         struct mem_cgroup *memcg;
3506         int ret;
3507
3508         *_memcg = NULL;
3509         memcg = try_get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
3510
3511         /*
3512          * very rare case described in mem_cgroup_from_task. Unfortunately there
3513          * isn't much we can do without complicating this too much, and it would
3514          * be gfp-dependent anyway. Just let it go
3515          */
3516         if (unlikely(!memcg))
3517                 return true;
3518
3519         if (!memcg_can_account_kmem(memcg)) {
3520                 css_put(&memcg->css);
3521                 return true;
3522         }
3523
3524         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, PAGE_SIZE << order);
3525         if (!ret)
3526                 *_memcg = memcg;
3527
3528         css_put(&memcg->css);
3529         return (ret == 0);
3530 }
3531
3532 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3533                               int order)
3534 {
3535         struct page_cgroup *pc;
3536
3537         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3538
3539         /* The page allocation failed. Revert */
3540         if (!page) {
3541                 memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3542                 return;
3543         }
3544
3545         pc = lookup_page_cgroup(page);
3546         lock_page_cgroup(pc);
3547         pc->mem_cgroup = memcg;
3548         SetPageCgroupUsed(pc);
3549         unlock_page_cgroup(pc);
3550 }
3551
3552 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
3553 {
3554         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3555         struct page_cgroup *pc;
3556
3557
3558         pc = lookup_page_cgroup(page);
3559         /*
3560          * Fast unlocked return. Theoretically might have changed, have to
3561          * check again after locking.
3562          */
3563         if (!PageCgroupUsed(pc))
3564                 return;
3565
3566         lock_page_cgroup(pc);
3567         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3568                 memcg = pc->mem_cgroup;
3569                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3570         }
3571         unlock_page_cgroup(pc);
3572
3573         /*
3574          * We trust that only if there is a memcg associated with the page, it
3575          * is a valid allocation
3576          */
3577         if (!memcg)
3578                 return;
3579
3580         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3581         memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3582 }
3583 #else
3584 static inline void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3585 {
3586 }
3587 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3588
3589 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3590
3591 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
3592 /*
3593  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3594  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
3595  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
3596  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
3597  */
3598 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3599 {
3600         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
3601         struct page_cgroup *pc;
3602         int i;
3603
3604         if (mem_cgroup_disabled())
3605                 return;
3606         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3607                 pc = head_pc + i;
3608                 pc->mem_cgroup = head_pc->mem_cgroup;
3609                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
3610                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
3611         }
3612 }
3613 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3614
3615 /**
3616  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3617  * @page: the page
3618  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3619  * @pc: page_cgroup of the page.
3620  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3621  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3622  *
3623  * The caller must confirm following.
3624  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3625  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3626  *
3627  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3628  * from old cgroup.
3629  */
3630 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3631                                    unsigned int nr_pages,
3632                                    struct page_cgroup *pc,
3633                                    struct mem_cgroup *from,
3634                                    struct mem_cgroup *to)
3635 {
3636         unsigned long flags;
3637         int ret;
3638         bool anon = PageAnon(page);
3639
3640         VM_BUG_ON(from == to);
3641         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
3642         /*
3643          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3644          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3645          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3646          * hold it.
3647          */
3648         ret = -EBUSY;
3649         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3650                 goto out;
3651
3652         lock_page_cgroup(pc);
3653
3654         ret = -EINVAL;
3655         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
3656                 goto unlock;
3657
3658         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
3659
3660         if (!anon && page_mapped(page)) {
3661                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup */
3662                 preempt_disable();
3663                 __this_cpu_dec(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
3664                 __this_cpu_inc(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
3665                 preempt_enable();
3666         }
3667         mem_cgroup_charge_statistics(from, anon, -nr_pages);
3668
3669         /* caller should have done css_get */
3670         pc->mem_cgroup = to;
3671         mem_cgroup_charge_statistics(to, anon, nr_pages);
3672         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
3673         ret = 0;
3674 unlock:
3675         unlock_page_cgroup(pc);
3676         /*
3677          * check events
3678          */
3679         memcg_check_events(to, page);
3680         memcg_check_events(from, page);
3681 out:
3682         return ret;
3683 }
3684
3685 /**
3686  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
3687  * @page: the page to move
3688  * @pc: page_cgroup of the page
3689  * @child: page's cgroup
3690  *
3691  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
3692  * parent (aka use_hierarchy==0).
3693  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
3694  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
3695  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
3696  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
3697  * on the next attempt and the call should be retried later.
3698  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
3699  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
3700  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
3701  * LRU or vanish.
3702  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
3703  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
3704  * disappear in the next attempt.
3705  */
3706 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
3707                                   struct page_cgroup *pc,
3708                                   struct mem_cgroup *child)
3709 {
3710         struct mem_cgroup *parent;
3711         unsigned int nr_pages;
3712         unsigned long uninitialized_var(flags);
3713         int ret;
3714
3715         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
3716
3717         ret = -EBUSY;
3718         if (!get_page_unless_zero(page))
3719                 goto out;
3720         if (isolate_lru_page(page))
3721                 goto put;
3722
3723         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
3724
3725         parent = parent_mem_cgroup(child);
3726         /*
3727          * If no parent, move charges to root cgroup.
3728          */
3729         if (!parent)
3730                 parent = root_mem_cgroup;
3731
3732         if (nr_pages > 1) {
3733                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3734                 flags = compound_lock_irqsave(page);
3735         }
3736
3737         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
3738                                 pc, child, parent);
3739         if (!ret)
3740                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
3741
3742         if (nr_pages > 1)
3743                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
3744         putback_lru_page(page);
3745 put:
3746         put_page(page);
3747 out:
3748         return ret;
3749 }
3750
3751 /*
3752  * Charge the memory controller for page usage.
3753  * Return
3754  * 0 if the charge was successful
3755  * < 0 if the cgroup is over its limit
3756  */
3757 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3758                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
3759 {
3760         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3761         unsigned int nr_pages = 1;
3762         bool oom = true;
3763         int ret;
3764
3765         if (PageTransHuge(page)) {
3766                 nr_pages <<= compound_order(page);
3767                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3768                 /*
3769                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
3770                  * fault handler will fall back to regular pages.
3771                  */
3772                 oom = false;
3773         }
3774
3775         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
3776         if (ret == -ENOMEM)
3777                 return ret;
3778         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, ctype, false);
3779         return 0;
3780 }
3781
3782 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
3783                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
3784 {
3785         if (mem_cgroup_disabled())
3786                 return 0;
3787         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3788         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3789         VM_BUG_ON(!mm);
3790         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
3791                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3792 }
3793
3794 /*
3795  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
3796  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
3797  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
3798  * "commit()" or removed by "cancel()"
3799  */
3800 static int __mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
3801                                           struct page *page,
3802                                           gfp_t mask,
3803                                           struct mem_cgroup **memcgp)
3804 {
3805         struct mem_cgroup *memcg;
3806         struct page_cgroup *pc;
3807         int ret;
3808
3809         pc = lookup_page_cgroup(page);
3810         /*
3811          * Every swap fault against a single page tries to charge the
3812          * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
3813          * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
3814          * the page lock, which serializes swap cache removal, which
3815          * in turn serializes uncharging.
3816          */
3817         if (PageCgroupUsed(pc))
3818                 return 0;
3819         if (!do_swap_account)
3820                 goto charge_cur_mm;
3821         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
3822         if (!memcg)
3823                 goto charge_cur_mm;
3824         *memcgp = memcg;
3825         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
3826         css_put(&memcg->css);
3827         if (ret == -EINTR)
3828                 ret = 0;
3829         return ret;
3830 charge_cur_mm:
3831         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
3832         if (ret == -EINTR)
3833                 ret = 0;
3834         return ret;
3835 }
3836
3837 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm, struct page *page,
3838                                  gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
3839 {
3840         *memcgp = NULL;
3841         if (mem_cgroup_disabled())
3842                 return 0;
3843         /*
3844          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already
3845          * updated the pte, and even removed page from swap cache: in
3846          * those cases unuse_pte()'s pte_same() test will fail; but
3847          * there's also a KSM case which does need to charge the page.
3848          */
3849         if (!PageSwapCache(page)) {
3850                 int ret;
3851
3852                 ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, 1, memcgp, true);
3853                 if (ret == -EINTR)
3854                         ret = 0;
3855                 return ret;
3856         }
3857         return __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, memcgp);
3858 }
3859
3860 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
3861 {
3862         if (mem_cgroup_disabled())
3863                 return;
3864         if (!memcg)
3865                 return;
3866         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
3867 }
3868
3869 static void
3870 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3871                                         enum charge_type ctype)
3872 {
3873         if (mem_cgroup_disabled())
3874                 return;
3875         if (!memcg)
3876                 return;
3877
3878         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
3879         /*
3880          * Now swap is on-memory. This means this page may be
3881          * counted both as mem and swap....double count.
3882          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
3883          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
3884          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
3885          */
3886         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
3887                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
3888                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
3889         }
3890 }
3891
3892 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
3893                                      struct mem_cgroup *memcg)
3894 {
3895         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
3896                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3897 }
3898
3899 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3900                                 gfp_t gfp_mask)
3901 {
3902         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3903         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3904         int ret;
3905
3906         if (mem_cgroup_disabled())
3907                 return 0;
3908         if (PageCompound(page))
3909                 return 0;
3910
3911         if (!PageSwapCache(page))
3912                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
3913         else { /* page is swapcache/shmem */
3914                 ret = __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page,
3915                                                      gfp_mask, &memcg);
3916                 if (!ret)
3917                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
3918         }
3919         return ret;
3920 }
3921
3922 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
3923                                    unsigned int nr_pages,
3924                                    const enum charge_type ctype)
3925 {
3926         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
3927         bool uncharge_memsw = true;
3928
3929         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
3930         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
3931                 uncharge_memsw = false;
3932
3933         batch = &current->memcg_batch;
3934         /*
3935          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
3936          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
3937          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
3938          */
3939         if (!batch->memcg)
3940                 batch->memcg = memcg;
3941         /*
3942          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
3943          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
3944          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
3945          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
3946          * because we want to do uncharge as soon as possible.
3947          */
3948
3949         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
3950                 goto direct_uncharge;
3951
3952         if (nr_pages > 1)
3953                 goto direct_uncharge;
3954
3955         /*
3956          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
3957          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
3958          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
3959          */
3960         if (batch->memcg != memcg)
3961                 goto direct_uncharge;
3962         /* remember freed charge and uncharge it later */
3963         batch->nr_pages++;
3964         if (uncharge_memsw)
3965                 batch->memsw_nr_pages++;
3966         return;
3967 direct_uncharge:
3968         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
3969         if (uncharge_memsw)
3970                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
3971         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
3972                 memcg_oom_recover(memcg);
3973 }
3974
3975 /*
3976  * uncharge if !page_mapped(page)
3977  */
3978 static struct mem_cgroup *
3979 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype,
3980                              bool end_migration)
3981 {
3982         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3983         unsigned int nr_pages = 1;
3984         struct page_cgroup *pc;
3985         bool anon;
3986
3987         if (mem_cgroup_disabled())
3988                 return NULL;
3989
3990         VM_BUG_ON(PageSwapCache(page));
3991
3992         if (PageTransHuge(page)) {
3993                 nr_pages <<= compound_order(page);
3994                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3995         }
3996         /*
3997          * Check if our page_cgroup is valid
3998          */
3999         pc = lookup_page_cgroup(page);
4000         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
4001                 return NULL;
4002
4003         lock_page_cgroup(pc);
4004
4005         memcg = pc->mem_cgroup;
4006
4007         if (!PageCgroupUsed(pc))
4008                 goto unlock_out;
4009
4010         anon = PageAnon(page);
4011
4012         switch (ctype) {
4013         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON:
4014                 /*
4015                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
4016                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
4017                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
4018                  */
4019                 anon = true;
4020                 /* fallthrough */
4021         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
4022                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
4023                 if (page_mapped(page))
4024                         goto unlock_out;
4025                 /*
4026                  * Pages under migration may not be uncharged.  But
4027                  * end_migration() /must/ be the one uncharging the
4028                  * unused post-migration page and so it has to call
4029                  * here with the migration bit still set.  See the
4030                  * res_counter handling below.
4031                  */
4032                 if (!end_migration && PageCgroupMigration(pc))
4033                         goto unlock_out;
4034                 break;
4035         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
4036                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
4037                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
4038                                 goto unlock_out;
4039                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
4040                                 goto unlock_out;
4041                 break;
4042         default:
4043                 break;
4044         }
4045
4046         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, -nr_pages);
4047
4048         ClearPageCgroupUsed(pc);
4049         /*
4050          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
4051          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
4052          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
4053          * special functions.
4054          */
4055
4056         unlock_page_cgroup(pc);
4057         /*
4058          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
4059          * will never be freed.
4060          */
4061         memcg_check_events(memcg, page);
4062         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
4063                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
4064                 mem_cgroup_get(memcg);
4065         }
4066         /*
4067          * Migration does not charge the res_counter for the
4068          * replacement page, so leave it alone when phasing out the
4069          * page that is unused after the migration.
4070          */
4071         if (!end_migration && !mem_cgroup_is_root(memcg))
4072                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
4073
4074         return memcg;
4075
4076 unlock_out:
4077         unlock_page_cgroup(pc);
4078         return NULL;
4079 }
4080
4081 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
4082 {
4083         /* early check. */
4084         if (page_mapped(page))
4085                 return;
4086         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
4087         if (PageSwapCache(page))
4088                 return;
4089         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
4090 }
4091
4092 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
4093 {
4094         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
4095         VM_BUG_ON(page->mapping);
4096         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE, false);
4097 }
4098
4099 /*
4100  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
4101  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
4102  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
4103  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
4104  * This may be called prural(2) times in a context,
4105  */
4106
4107 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
4108 {
4109         current->memcg_batch.do_batch++;
4110         /* We can do nest. */
4111         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
4112                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
4113                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
4114                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
4115         }
4116 }
4117
4118 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
4119 {
4120         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
4121
4122         if (!batch->do_batch)
4123                 return;
4124
4125         batch->do_batch--;
4126         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
4127                 return;
4128
4129         if (!batch->memcg)
4130                 return;
4131         /*
4132          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
4133          * bacause we hide charges behind us.
4134          */
4135         if (batch->nr_pages)
4136                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
4137                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
4138         if (batch->memsw_nr_pages)
4139                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
4140                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
4141         memcg_oom_recover(batch->memcg);
4142         /* forget this pointer (for sanity check) */
4143         batch->memcg = NULL;
4144 }
4145
4146 #ifdef CONFIG_SWAP
4147 /*
4148  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
4149  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
4150  */
4151 void
4152 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
4153 {
4154         struct mem_cgroup *memcg;
4155         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
4156
4157         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
4158                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
4159
4160         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype, false);
4161
4162         /*
4163          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
4164          * mem_cgroup_get() was called in uncharge().
4165          */
4166         if (do_swap_account && swapout && memcg)
4167                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
4168 }
4169 #endif
4170
4171 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4172 /*
4173  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
4174  * uncharge "memsw" account.
4175  */
4176 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
4177 {
4178         struct mem_cgroup *memcg;
4179         unsigned short id;
4180
4181         if (!do_swap_account)
4182                 return;
4183
4184         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
4185         rcu_read_lock();
4186         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
4187         if (memcg) {
4188                 /*
4189                  * We uncharge this because swap is freed.
4190                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
4191                  */
4192                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4193                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
4194                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
4195                 mem_cgroup_put(memcg);
4196         }
4197         rcu_read_unlock();
4198 }
4199
4200 /**
4201  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
4202  * @entry: swap entry to be moved
4203  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
4204  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
4205  *
4206  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
4207  * as the mem_cgroup's id of @from.
4208  *
4209  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
4210  *
4211  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
4212  * both res and memsw, and called css_get().
4213  */
4214 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4215                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4216 {
4217         unsigned short old_id, new_id;
4218
4219         old_id = css_id(&from->css);
4220         new_id = css_id(&to->css);
4221
4222         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
4223                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
4224                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
4225                 /*
4226                  * This function is only called from task migration context now.
4227                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
4228                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
4229                  * improvement. But we cannot postpone mem_cgroup_get(to)
4230                  * because if the process that has been moved to @to does
4231                  * swap-in, the refcount of @to might be decreased to 0.
4232                  */
4233                 mem_cgroup_get(to);
4234                 return 0;
4235         }
4236         return -EINVAL;
4237 }
4238 #else
4239 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4240                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4241 {
4242         return -EINVAL;
4243 }
4244 #endif
4245
4246 /*
4247  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
4248  * page belongs to.
4249  */
4250 void mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page, struct page *newpage,
4251                                   struct mem_cgroup **memcgp)
4252 {
4253         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4254         unsigned int nr_pages = 1;
4255         struct page_cgroup *pc;
4256         enum charge_type ctype;
4257
4258         *memcgp = NULL;
4259
4260         if (mem_cgroup_disabled())
4261                 return;
4262
4263         if (PageTransHuge(page))
4264                 nr_pages <<= compound_order(page);
4265
4266         pc = lookup_page_cgroup(page);
4267         lock_page_cgroup(pc);
4268         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4269                 memcg = pc->mem_cgroup;
4270                 css_get(&memcg->css);
4271                 /*
4272                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
4273                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
4274                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
4275                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
4276                  * until end_migration() is called
4277                  *
4278                  * Corner Case Thinking
4279                  * A)
4280                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
4281                  * while migration was ongoing.
4282                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
4283                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
4284                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
4285                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
4286                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
4287                  *
4288                  * B)
4289                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
4290                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
4291                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
4292                  * without charging it again.
4293                  *
4294                  * C)
4295                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
4296                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
4297                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
4298                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
4299                  */
4300                 if (PageAnon(page))
4301                         SetPageCgroupMigration(pc);
4302         }
4303         unlock_page_cgroup(pc);
4304         /*
4305          * If the page is not charged at this point,
4306          * we return here.
4307          */
4308         if (!memcg)
4309                 return;
4310
4311         *memcgp = memcg;
4312         /*
4313          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
4314          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
4315          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
4316          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
4317          */
4318         if (PageAnon(page))
4319                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON;
4320         else
4321                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4322         /*
4323          * The page is committed to the memcg, but it's not actually
4324          * charged to the res_counter since we plan on replacing the
4325          * old one and only one page is going to be left afterwards.
4326          */
4327         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, nr_pages, ctype, false);
4328 }
4329
4330 /* remove redundant charge if migration failed*/
4331 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
4332         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
4333 {
4334         struct page *used, *unused;
4335         struct page_cgroup *pc;
4336         bool anon;
4337
4338         if (!memcg)
4339                 return;
4340
4341         if (!migration_ok) {
4342                 used = oldpage;
4343                 unused = newpage;
4344         } else {
4345                 used = newpage;
4346                 unused = oldpage;
4347         }
4348         anon = PageAnon(used);
4349         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
4350                                      anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON
4351                                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE,
4352                                      true);
4353         css_put(&memcg->css);
4354         /*
4355          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
4356          * of the page goes down to zero, temporarly.
4357          * Clear the flag and check the page should be charged.
4358          */
4359         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4360         lock_page_cgroup(pc);
4361         ClearPageCgroupMigration(pc);
4362         unlock_page_cgroup(pc);
4363
4364         /*
4365          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
4366          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
4367          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
4368          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
4369          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
4370          * check. (see prepare_charge() also)
4371          */
4372         if (anon)
4373                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
4374 }
4375
4376 /*
4377  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
4378  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
4379  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
4380  */
4381 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
4382                                   struct page *newpage)
4383 {
4384         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4385         struct page_cgroup *pc;
4386         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4387
4388         if (mem_cgroup_disabled())
4389                 return;
4390
4391         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4392         /* fix accounting on old pages */
4393         lock_page_cgroup(pc);
4394         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4395                 memcg = pc->mem_cgroup;
4396                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, false, -1);
4397                 ClearPageCgroupUsed(pc);
4398         }
4399         unlock_page_cgroup(pc);
4400
4401         /*
4402          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
4403          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
4404          */
4405         if (!memcg)
4406                 return;
4407         /*
4408          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
4409          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
4410          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
4411          */
4412         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
4413 }
4414
4415 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4416 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
4417 {
4418         struct page_cgroup *pc;
4419
4420         pc = lookup_page_cgroup(page);
4421         /*
4422          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
4423          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
4424          * or when mem_cgroup_disabled().
4425          */
4426         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
4427                 return pc;
4428         return NULL;
4429 }
4430
4431 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
4432 {
4433         if (mem_cgroup_disabled())
4434                 return false;
4435
4436         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
4437 }
4438
4439 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
4440 {
4441         struct page_cgroup *pc;
4442
4443         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
4444         if (pc) {
4445                 pr_alert("pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
4446                          pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
4447         }
4448 }
4449 #endif
4450
4451 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4452                                 unsigned long long val)
4453 {
4454         int retry_count;
4455         u64 memswlimit, memlimit;
4456         int ret = 0;
4457         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4458         u64 curusage, oldusage;
4459         int enlarge;
4460
4461         /*
4462          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
4463          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
4464          * of # of children which we should visit in this loop.
4465          */
4466         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
4467
4468         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4469
4470         enlarge = 0;
4471         while (retry_count) {
4472                 if (signal_pending(current)) {
4473                         ret = -EINTR;
4474                         break;
4475                 }
4476                 /*
4477                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4478                  * open coded manner. You see what this really does.
4479                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4480                  */
4481                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4482                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4483                 if (memswlimit < val) {
4484                         ret = -EINVAL;
4485                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4486                         break;
4487                 }
4488
4489                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4490                 if (memlimit < val)
4491                         enlarge = 1;
4492
4493                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
4494                 if (!ret) {
4495                         if (memswlimit == val)
4496                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4497                         else
4498                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4499                 }
4500                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4501
4502                 if (!ret)
4503                         break;
4504
4505                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4506                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4507                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4508                 /* Usage is reduced ? */
4509                 if (curusage >= oldusage)
4510                         retry_count--;
4511                 else
4512                         oldusage = curusage;
4513         }
4514         if (!ret && enlarge)
4515                 memcg_oom_recover(memcg);
4516
4517         return ret;
4518 }
4519
4520 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4521                                         unsigned long long val)
4522 {
4523         int retry_count;
4524         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
4525         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4526         int ret = -EBUSY;
4527         int enlarge = 0;
4528
4529         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
4530         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4531         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4532         while (retry_count) {
4533                 if (signal_pending(current)) {
4534                         ret = -EINTR;
4535                         break;
4536                 }
4537                 /*
4538                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4539                  * open coded manner. You see what this really does.
4540                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4541                  */
4542                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4543                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4544                 if (memlimit > val) {
4545                         ret = -EINVAL;
4546                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4547                         break;
4548                 }
4549                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4550                 if (memswlimit < val)
4551                         enlarge = 1;
4552                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
4553                 if (!ret) {
4554                         if (memlimit == val)
4555                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4556                         else
4557                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4558                 }
4559                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4560
4561                 if (!ret)
4562                         break;
4563
4564                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4565                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
4566                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4567                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4568                 /* Usage is reduced ? */
4569                 if (curusage >= oldusage)
4570                         retry_count--;
4571                 else
4572                         oldusage = curusage;
4573         }
4574         if (!ret && enlarge)
4575                 memcg_oom_recover(memcg);
4576         return ret;
4577 }
4578
4579 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
4580                                             gfp_t gfp_mask,
4581                                             unsigned long *total_scanned)
4582 {
4583         unsigned long nr_reclaimed = 0;
4584         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
4585         unsigned long reclaimed;
4586         int loop = 0;
4587         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
4588         unsigned long long excess;
4589         unsigned long nr_scanned;
4590
4591         if (order > 0)
4592                 return 0;
4593
4594         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
4595         /*
4596          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
4597          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
4598          * pressure
4599          */
4600         do {
4601                 if (next_mz)
4602                         mz = next_mz;
4603                 else
4604                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4605                 if (!mz)
4606                         break;
4607
4608                 nr_scanned = 0;
4609                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
4610                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
4611                 nr_reclaimed += reclaimed;
4612                 *total_scanned += nr_scanned;
4613                 spin_lock(&mctz->lock);
4614
4615                 /*
4616                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
4617                  * it is time to move on to the next cgroup
4618                  */
4619                 next_mz = NULL;
4620                 if (!reclaimed) {
4621                         do {
4622                                 /*
4623                                  * Loop until we find yet another one.
4624                                  *
4625                                  * By the time we get the soft_limit lock
4626                                  * again, someone might have aded the
4627                                  * group back on the RB tree. Iterate to
4628                                  * make sure we get a different mem.
4629                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
4630                                  * NULL if no other cgroup is present on
4631                                  * the tree
4632                                  */
4633                                 next_mz =
4634                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4635                                 if (next_mz == mz)
4636                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
4637                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
4638                                         break;
4639                         } while (1);
4640                 }
4641                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
4642                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
4643                 /*
4644                  * One school of thought says that we should not add
4645                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
4646                  * But our reclaim could return 0, simply because due
4647                  * to priority we are exposing a smaller subset of
4648                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
4649                  * term TODO.
4650                  */
4651                 /* If excess == 0, no tree ops */
4652                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->memcg, mz, mctz, excess);
4653                 spin_unlock(&mctz->lock);
4654                 css_put(&mz->memcg->css);
4655                 loop++;
4656                 /*
4657                  * Could not reclaim anything and there are no more
4658                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
4659                  * reclaiming anything.
4660                  */
4661                 if (!nr_reclaimed &&
4662                         (next_mz == NULL ||
4663                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
4664                         break;
4665         } while (!nr_reclaimed);
4666         if (next_mz)
4667                 css_put(&next_mz->memcg->css);
4668         return nr_reclaimed;
4669 }
4670
4671 /**
4672  * mem_cgroup_force_empty_list - clears LRU of a group
4673  * @memcg: group to clear
4674  * @node: NUMA node
4675  * @zid: zone id
4676  * @lru: lru to to clear
4677  *
4678  * Traverse a specified page_cgroup list and try to drop them all.  This doesn't
4679  * reclaim the pages page themselves - pages are moved to the parent (or root)
4680  * group.
4681  */
4682 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
4683                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
4684 {
4685         struct lruvec *lruvec;
4686         unsigned long flags;
4687         struct list_head *list;
4688         struct page *busy;
4689         struct zone *zone;
4690
4691         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
4692         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
4693         list = &lruvec->lists[lru];
4694
4695         busy = NULL;
4696         do {
4697                 struct page_cgroup *pc;
4698                 struct page *page;
4699
4700                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
4701                 if (list_empty(list)) {
4702                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4703                         break;
4704                 }
4705                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
4706                 if (busy == page) {
4707                         list_move(&page->lru, list);
4708                         busy = NULL;
4709                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4710                         continue;
4711                 }
4712                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4713
4714                 pc = lookup_page_cgroup(page);
4715
4716                 if (mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg)) {
4717                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
4718                         busy = page;
4719                         cond_resched();
4720                 } else
4721                         busy = NULL;
4722         } while (!list_empty(list));
4723 }
4724
4725 /*
4726  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task by moving
4727  * all the charges and pages to the parent.
4728  * This enables deleting this mem_cgroup.
4729  *
4730  * Caller is responsible for holding css reference on the memcg.
4731  */
4732 static void mem_cgroup_reparent_charges(struct mem_cgroup *memcg)
4733 {
4734         int node, zid;
4735         u64 usage;
4736
4737         do {
4738                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
4739                 lru_add_drain_all();
4740                 drain_all_stock_sync(memcg);
4741                 mem_cgroup_start_move(memcg);
4742                 for_each_node_state(node, N_MEMORY) {
4743                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4744                                 enum lru_list lru;
4745                                 for_each_lru(lru) {
4746                                         mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
4747                                                         node, zid, lru);
4748                                 }
4749                         }
4750                 }
4751                 mem_cgroup_end_move(memcg);
4752                 memcg_oom_recover(memcg);
4753                 cond_resched();
4754
4755                 /*
4756                  * Kernel memory may not necessarily be trackable to a specific
4757                  * process. So they are not migrated, and therefore we can't
4758                  * expect their value to drop to 0 here.
4759                  * Having res filled up with kmem only is enough.
4760                  *
4761                  * This is a safety check because mem_cgroup_force_empty_list
4762                  * could have raced with mem_cgroup_replace_page_cache callers
4763                  * so the lru seemed empty but the page could have been added
4764                  * right after the check. RES_USAGE should be safe as we always
4765                  * charge before adding to the LRU.
4766                  */
4767                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) -
4768                         res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE);
4769         } while (usage > 0);
4770 }
4771
4772 /*
4773  * This mainly exists for tests during the setting of set of use_hierarchy.
4774  * Since this is the very setting we are changing, the current hierarchy value
4775  * is meaningless
4776  */
4777 static inline bool __memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4778 {
4779         struct cgroup *pos;
4780
4781         /* bounce at first found */
4782         cgroup_for_each_child(pos, memcg->css.cgroup)
4783                 return true;
4784         return false;
4785 }
4786
4787 /*
4788  * Must be called with memcg_create_mutex held, unless the cgroup is guaranteed
4789  * to be already dead (as in mem_cgroup_force_empty, for instance).  This is
4790  * from mem_cgroup_count_children(), in the sense that we don't really care how
4791  * many children we have; we only need to know if we have any.  It also counts
4792  * any memcg without hierarchy as infertile.
4793  */
4794 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4795 {
4796         return memcg->use_hierarchy && __memcg_has_children(memcg);
4797 }
4798
4799 /*
4800  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
4801  * the rest to the parent.
4802  *
4803  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
4804  */
4805 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
4806 {
4807         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4808         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
4809
4810         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
4811         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
4812                 return -EBUSY;
4813
4814         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
4815         lru_add_drain_all();
4816         /* try to free all pages in this cgroup */
4817         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
4818                 int progress;
4819
4820                 if (signal_pending(current))
4821                         return -EINTR;
4822
4823                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
4824                                                 false);
4825                 if (!progress) {
4826                         nr_retries--;
4827                         /* maybe some writeback is necessary */
4828                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
4829                 }
4830
4831         }
4832         lru_add_drain();
4833         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
4834
4835         return 0;
4836 }
4837
4838 static int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup *cont, unsigned int event)
4839 {
4840         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4841         int ret;
4842
4843         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
4844                 return -EINVAL;
4845         css_get(&memcg->css);
4846         ret = mem_cgroup_force_empty(memcg);
4847         css_put(&memcg->css);
4848
4849         return ret;
4850 }
4851
4852
4853 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
4854 {
4855         return mem_cgroup_from_cont(cont)->use_hierarchy;
4856 }
4857
4858 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
4859                                         u64 val)
4860 {
4861         int retval = 0;
4862         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4863         struct cgroup *parent = cont->parent;
4864         struct mem_cgroup *parent_memcg = NULL;
4865
4866         if (parent)
4867                 parent_memcg = mem_cgroup_from_cont(parent);
4868
4869         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4870
4871         if (memcg->use_hierarchy == val)
4872                 goto out;
4873
4874         /*
4875          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
4876          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
4877          * occur, provided the current cgroup has no children.
4878          *
4879          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
4880          * set if there are no children.
4881          */
4882         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
4883                                 (val == 1 || val == 0)) {
4884                 if (!__memcg_has_children(memcg))
4885                         memcg->use_hierarchy = val;
4886                 else
4887                         retval = -EBUSY;
4888         } else
4889                 retval = -EINVAL;
4890
4891 out:
4892         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4893
4894         return retval;
4895 }
4896
4897
4898 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
4899                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
4900 {
4901         struct mem_cgroup *iter;
4902         long val = 0;
4903
4904         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
4905         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4906                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
4907
4908         if (val < 0) /* race ? */
4909                 val = 0;
4910         return val;
4911 }
4912
4913 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4914 {
4915         u64 val;
4916
4917         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
4918                 if (!swap)
4919                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4920                 else
4921                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4922         }
4923
4924         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
4925         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
4926
4927         if (swap)
4928                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
4929
4930         return val << PAGE_SHIFT;
4931 }
4932
4933 static ssize_t mem_cgroup_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
4934                                struct file *file, char __user *buf,
4935                                size_t nbytes, loff_t *ppos)
4936 {
4937         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4938         char str[64];
4939         u64 val;
4940         int name, len;
4941         enum res_type type;
4942
4943         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4944         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
4945
4946         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
4947                 return -EOPNOTSUPP;
4948
4949         switch (type) {
4950         case _MEM:
4951                 if (name == RES_USAGE)
4952                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4953                 else
4954                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
4955                 break;
4956         case _MEMSWAP:
4957                 if (name == RES_USAGE)
4958                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4959                 else
4960                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
4961                 break;
4962         case _KMEM:
4963                 val = res_counter_read_u64(&memcg->kmem, name);
4964                 break;
4965         default:
4966                 BUG();
4967         }
4968
4969         len = scnprintf(str, sizeof(str), "%llu\n", (unsigned long long)val);
4970         return simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, str, len);
4971 }
4972
4973 static int memcg_update_kmem_limit(struct cgroup *cont, u64 val)
4974 {
4975         int ret = -EINVAL;
4976 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4977         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4978         /*
4979          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
4980          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
4981          * already joined.
4982          *
4983          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
4984          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
4985          * place, which makes the value quite meaningless.
4986          *
4987          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
4988          * of course permitted.
4989          */
4990         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4991         mutex_lock(&set_limit_mutex);
4992         if (!memcg->kmem_account_flags && val != RESOURCE_MAX) {
4993                 if (cgroup_task_count(cont) || memcg_has_children(memcg)) {
4994                         ret = -EBUSY;
4995                         goto out;
4996                 }
4997                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
4998                 VM_BUG_ON(ret);
4999
5000                 ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
5001                 if (ret) {
5002                         res_counter_set_limit(&memcg->kmem, RESOURCE_MAX);
5003                         goto out;
5004                 }
5005                 static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5006                 /*
5007                  * setting the active bit after the inc will guarantee no one
5008                  * starts accounting before all call sites are patched
5009                  */
5010                 memcg_kmem_set_active(memcg);
5011
5012                 /*
5013                  * kmem charges can outlive the cgroup. In the case of slab
5014                  * pages, for instance, a page contain objects from various
5015                  * processes, so it is unfeasible to migrate them away. We
5016                  * need to reference count the memcg because of that.
5017                  */
5018                 mem_cgroup_get(memcg);
5019         } else
5020                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
5021 out:
5022         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
5023         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5024 #endif
5025         return ret;
5026 }
5027
5028 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5029 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5030 {
5031         int ret = 0;
5032         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5033         if (!parent)
5034                 goto out;
5035
5036         memcg->kmem_account_flags = parent->kmem_account_flags;
5037         /*
5038          * When that happen, we need to disable the static branch only on those
5039          * memcgs that enabled it. To achieve this, we would be forced to
5040          * complicate the code by keeping track of which memcgs were the ones
5041          * that actually enabled limits, and which ones got it from its
5042          * parents.
5043          *
5044          * It is a lot simpler just to do static_key_slow_inc() on every child
5045          * that is accounted.
5046          */
5047         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5048                 goto out;
5049
5050         /*
5051          * destroy(), called if we fail, will issue static_key_slow_inc() and
5052          * mem_cgroup_put() if kmem is enabled. We have to either call them
5053          * unconditionally, or clear the KMEM_ACTIVE flag. I personally find
5054          * this more consistent, since it always leads to the same destroy path
5055          */
5056         mem_cgroup_get(memcg);
5057         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5058
5059         mutex_lock(&set_limit_mutex);
5060         ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
5061         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
5062 out:
5063         return ret;
5064 }
5065 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
5066
5067 /*
5068  * The user of this function is...
5069  * RES_LIMIT.
5070  */
5071 static int mem_cgroup_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5072                             const char *buffer)
5073 {
5074         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5075         enum res_type type;
5076         int name;
5077         unsigned long long val;
5078         int ret;
5079
5080         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5081         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5082
5083         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
5084                 return -EOPNOTSUPP;
5085
5086         switch (name) {
5087         case RES_LIMIT:
5088                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
5089                         ret = -EINVAL;
5090                         break;
5091                 }
5092                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
5093                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5094                 if (ret)
5095                         break;
5096                 if (type == _MEM)
5097                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
5098                 else if (type == _MEMSWAP)
5099                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
5100                 else if (type == _KMEM)
5101                         ret = memcg_update_kmem_limit(cont, val);
5102                 else
5103                         return -EINVAL;
5104                 break;
5105         case RES_SOFT_LIMIT:
5106                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5107                 if (ret)
5108                         break;
5109                 /*
5110                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
5111                  * of semantics, for now, we support soft limits for
5112                  * control without swap
5113                  */
5114                 if (type == _MEM)
5115                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
5116                 else
5117                         ret = -EINVAL;
5118                 break;
5119         default:
5120                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
5121                 break;
5122         }
5123         return ret;
5124 }
5125
5126 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
5127                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
5128 {
5129         struct cgroup *cgroup;
5130         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
5131
5132         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5133         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5134         cgroup = memcg->css.cgroup;
5135         if (!memcg->use_hierarchy)
5136                 goto out;
5137
5138         while (cgroup->parent) {
5139                 cgroup = cgroup->parent;
5140                 memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
5141                 if (!memcg->use_hierarchy)
5142                         break;
5143                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5144                 min_limit = min(min_limit, tmp);
5145                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5146                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
5147         }
5148 out:
5149         *mem_limit = min_limit;
5150         *memsw_limit = min_memsw_limit;
5151 }
5152
5153 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup *cont, unsigned int event)
5154 {
5155         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5156         int name;
5157         enum res_type type;
5158
5159         type = MEMFILE_TYPE(event);
5160         name = MEMFILE_ATTR(event);
5161
5162         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
5163                 return -EOPNOTSUPP;
5164
5165         switch (name) {
5166         case RES_MAX_USAGE:
5167                 if (type == _MEM)
5168                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
5169                 else if (type == _MEMSWAP)
5170                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
5171                 else if (type == _KMEM)
5172                         res_counter_reset_max(&memcg->kmem);
5173                 else
5174                         return -EINVAL;
5175                 break;
5176         case RES_FAILCNT:
5177                 if (type == _MEM)
5178                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
5179                 else if (type == _MEMSWAP)
5180                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
5181                 else if (type == _KMEM)
5182                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->kmem);
5183                 else
5184                         return -EINVAL;
5185                 break;
5186         }
5187
5188         return 0;
5189 }
5190
5191 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup *cgrp,
5192                                         struct cftype *cft)
5193 {
5194         return mem_cgroup_from_cont(cgrp)->move_charge_at_immigrate;
5195 }
5196
5197 #ifdef CONFIG_MMU
5198 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
5199                                         struct cftype *cft, u64 val)
5200 {
5201         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5202
5203         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
5204                 return -EINVAL;
5205
5206         /*
5207          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
5208          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
5209          * on with stale data. This means that changes to this value will only
5210          * affect task migrations starting after the change.
5211          */
5212         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
5213         return 0;
5214 }
5215 #else
5216 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
5217                                         struct cftype *cft, u64 val)
5218 {
5219         return -ENOSYS;
5220 }
5221 #endif
5222
5223 #ifdef CONFIG_NUMA
5224 static int memcg_numa_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5225                                       struct seq_file *m)
5226 {
5227         int nid;
5228         unsigned long total_nr, file_nr, anon_nr, unevictable_nr;
5229         unsigned long node_nr;
5230         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5231
5232         total_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL);
5233         seq_printf(m, "total=%lu", total_nr);
5234         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5235                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL);
5236                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5237         }
5238         seq_putc(m, '\n');
5239
5240         file_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_FILE);
5241         seq_printf(m, "file=%lu", file_nr);
5242         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5243                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5244                                 LRU_ALL_FILE);
5245                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5246         }
5247         seq_putc(m, '\n');
5248
5249         anon_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_ANON);
5250         seq_printf(m, "anon=%lu", anon_nr);
5251         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5252                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5253                                 LRU_ALL_ANON);
5254                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5255         }
5256         seq_putc(m, '\n');
5257
5258         unevictable_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
5259         seq_printf(m, "unevictable=%lu", unevictable_nr);
5260         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5261                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5262                                 BIT(LRU_UNEVICTABLE));
5263                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5264         }
5265         seq_putc(m, '\n');
5266         return 0;
5267 }
5268 #endif /* CONFIG_NUMA */
5269
5270 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
5271 {
5272         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
5273 }
5274
5275 static int memcg_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5276                                  struct seq_file *m)
5277 {
5278         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5279         struct mem_cgroup *mi;
5280         unsigned int i;
5281
5282         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5283                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5284                         continue;
5285                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
5286                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
5287         }
5288
5289         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
5290                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
5291                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
5292
5293         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
5294                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
5295                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
5296
5297         /* Hierarchical information */
5298         {
5299                 unsigned long long limit, memsw_limit;
5300                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
5301                 seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n", limit);
5302                 if (do_swap_account)
5303                         seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
5304                                    memsw_limit);
5305         }
5306
5307         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5308                 long long val = 0;
5309
5310                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5311                         continue;
5312                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5313                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
5314                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
5315         }
5316
5317         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
5318                 unsigned long long val = 0;
5319
5320                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5321                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
5322                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
5323                            mem_cgroup_events_names[i], val);
5324         }
5325
5326         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
5327                 unsigned long long val = 0;
5328
5329                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5330                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
5331                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
5332         }
5333
5334 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5335         {
5336                 int nid, zid;
5337                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5338                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
5339                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
5340                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
5341
5342                 for_each_online_node(nid)
5343                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
5344                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
5345                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
5346
5347                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
5348                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
5349                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
5350                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
5351                         }
5352                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
5353                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
5354                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
5355                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
5356         }
5357 #endif
5358
5359         return 0;
5360 }
5361
5362 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
5363 {
5364         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5365
5366         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
5367 }
5368
5369 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
5370                                        u64 val)
5371 {
5372         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5373         struct mem_cgroup *parent;
5374
5375         if (val > 100)
5376                 return -EINVAL;
5377
5378         if (cgrp->parent == NULL)
5379                 return -EINVAL;
5380
5381         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
5382
5383         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5384
5385         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
5386         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5387                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5388                 return -EINVAL;
5389         }
5390
5391         memcg->swappiness = val;
5392
5393         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5394
5395         return 0;
5396 }
5397
5398 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5399 {
5400         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
5401         u64 usage;
5402         int i;
5403
5404         rcu_read_lock();
5405         if (!swap)
5406                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
5407         else
5408                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
5409
5410         if (!t)
5411                 goto unlock;
5412
5413         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
5414
5415         /*
5416          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
5417          * If it's not true, a threshold was crossed after last
5418          * call of __mem_cgroup_threshold().
5419          */
5420         i = t->current_threshold;
5421
5422         /*
5423          * Iterate backward over array of thresholds starting from
5424          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
5425          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
5426          * only one element of the array here.
5427          */
5428         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
5429                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5430
5431         /* i = current_threshold + 1 */
5432         i++;
5433
5434         /*
5435          * Iterate forward over array of thresholds starting from
5436          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
5437          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
5438          * only one element of the array here.
5439          */
5440         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
5441                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5442
5443         /* Update current_threshold */
5444         t->current_threshold = i - 1;
5445 unlock:
5446         rcu_read_unlock();
5447 }
5448
5449 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
5450 {
5451         while (memcg) {
5452                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
5453                 if (do_swap_account)
5454                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
5455
5456                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5457         }
5458 }
5459
5460 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
5461 {
5462         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
5463         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
5464
5465         return _a->threshold - _b->threshold;
5466 }
5467
5468 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
5469 {
5470         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
5471
5472         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
5473                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
5474         return 0;
5475 }
5476
5477 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
5478 {
5479         struct mem_cgroup *iter;
5480
5481         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5482                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
5483 }
5484
5485 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup *cgrp,
5486         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5487 {
5488         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5489         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5490         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5491         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5492         u64 threshold, usage;
5493         int i, size, ret;
5494
5495         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
5496         if (ret)
5497                 return ret;
5498
5499         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5500
5501         if (type == _MEM)
5502                 thresholds = &memcg->thresholds;
5503         else if (type == _MEMSWAP)
5504                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5505         else
5506                 BUG();
5507
5508         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5509
5510         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
5511         if (thresholds->primary)
5512                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5513
5514         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
5515
5516         /* Allocate memory for new array of thresholds */
5517         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5518                         GFP_KERNEL);
5519         if (!new) {
5520                 ret = -ENOMEM;
5521                 goto unlock;
5522         }
5523         new->size = size;
5524
5525         /* Copy thresholds (if any) to new array */
5526         if (thresholds->primary) {
5527                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
5528                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
5529         }
5530
5531         /* Add new threshold */
5532         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
5533         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
5534
5535         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
5536         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5537                         compare_thresholds, NULL);
5538
5539         /* Find current threshold */
5540         new->current_threshold = -1;
5541         for (i = 0; i < size; i++) {
5542                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
5543                         /*
5544                          * new->current_threshold will not be used until
5545                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5546                          * it here.
5547                          */
5548                         ++new->current_threshold;
5549                 } else
5550                         break;
5551         }
5552
5553         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
5554         kfree(thresholds->spare);
5555         thresholds->spare = thresholds->primary;
5556
5557         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5558
5559         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5560         synchronize_rcu();
5561
5562 unlock:
5563         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5564
5565         return ret;
5566 }
5567
5568 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
5569         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5570 {
5571         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5572         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5573         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5574         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5575         u64 usage;
5576         int i, j, size;
5577
5578         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5579         if (type == _MEM)
5580                 thresholds = &memcg->thresholds;
5581         else if (type == _MEMSWAP)
5582                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5583         else
5584                 BUG();
5585
5586         if (!thresholds->primary)
5587                 goto unlock;
5588
5589         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5590
5591         /* Check if a threshold crossed before removing */
5592         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5593
5594         /* Calculate new number of threshold */
5595         size = 0;
5596         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5597                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
5598                         size++;
5599         }
5600
5601         new = thresholds->spare;
5602
5603         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
5604         if (!size) {
5605                 kfree(new);
5606                 new = NULL;
5607                 goto swap_buffers;
5608         }
5609
5610         new->size = size;
5611
5612         /* Copy thresholds and find current threshold */
5613         new->current_threshold = -1;
5614         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5615                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
5616                         continue;
5617
5618                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
5619                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
5620                         /*
5621                          * new->current_threshold will not be used
5622                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5623                          * it here.
5624                          */
5625                         ++new->current_threshold;
5626                 }
5627                 j++;
5628         }
5629
5630 swap_buffers:
5631         /* Swap primary and spare array */
5632         thresholds->spare = thresholds->primary;
5633         /* If all events are unregistered, free the spare array */
5634         if (!new) {
5635                 kfree(thresholds->spare);
5636                 thresholds->spare = NULL;
5637         }
5638
5639         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5640
5641         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5642         synchronize_rcu();
5643 unlock:
5644         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5645 }
5646
5647 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup *cgrp,
5648         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5649 {
5650         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5651         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
5652         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5653
5654         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5655         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5656         if (!event)
5657                 return -ENOMEM;
5658
5659         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5660
5661         event->eventfd = eventfd;
5662         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
5663
5664         /* already in OOM ? */
5665         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5666                 eventfd_signal(eventfd, 1);
5667         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5668
5669         return 0;
5670 }
5671
5672 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
5673         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5674 {
5675         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5676         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
5677         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5678
5679         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5680
5681         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5682
5683         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
5684                 if (ev->eventfd == eventfd) {
5685                         list_del(&ev->list);
5686                         kfree(ev);
5687                 }
5688         }
5689
5690         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5691 }
5692
5693 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup *cgrp,
5694         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
5695 {
5696         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5697
5698         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", memcg->oom_kill_disable);
5699
5700         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5701                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
5702         else
5703                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
5704         return 0;
5705 }
5706
5707 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup *cgrp,
5708         struct cftype *cft, u64 val)
5709 {
5710         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5711         struct mem_cgroup *parent;
5712
5713         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
5714         if (!cgrp->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
5715                 return -EINVAL;
5716
5717         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
5718
5719         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5720         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
5721         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5722                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5723                 return -EINVAL;
5724         }
5725         memcg->oom_kill_disable = val;
5726         if (!val)
5727                 memcg_oom_recover(memcg);
5728         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5729         return 0;
5730 }
5731
5732 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5733 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5734 {
5735         int ret;
5736
5737         memcg->kmemcg_id = -1;
5738         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
5739         if (ret)
5740                 return ret;
5741
5742         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
5743 };
5744
5745 static void kmem_cgroup_destroy(struct mem_cgroup *memcg)
5746 {
5747         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
5748
5749         memcg_kmem_mark_dead(memcg);
5750
5751         if (res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0)
5752                 return;
5753
5754         /*
5755          * Charges already down to 0, undo mem_cgroup_get() done in the charge
5756          * path here, being careful not to race with memcg_uncharge_kmem: it is
5757          * possible that the charges went down to 0 between mark_dead and the
5758          * res_counter read, so in that case, we don't need the put
5759          */
5760         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
5761                 mem_cgroup_put(memcg);
5762 }
5763 #else
5764 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5765 {
5766         return 0;
5767 }
5768
5769 static void kmem_cgroup_destroy(struct mem_cgroup *memcg)
5770 {
5771 }
5772 #endif
5773
5774 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
5775         {
5776                 .name = "usage_in_bytes",
5777                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
5778                 .read = mem_cgroup_read,
5779                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
5780                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
5781         },
5782         {
5783                 .name = "max_usage_in_bytes",
5784                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
5785                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5786                 .read = mem_cgroup_read,
5787         },
5788         {
5789                 .name = "limit_in_bytes",
5790                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
5791                 .write_string = mem_cgroup_write,
5792                 .read = mem_cgroup_read,
5793         },
5794         {
5795                 .name = "soft_limit_in_bytes",
5796                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
5797                 .write_string = mem_cgroup_write,
5798                 .read = mem_cgroup_read,
5799         },
5800         {
5801                 .name = "failcnt",
5802                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
5803                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5804                 .read = mem_cgroup_read,
5805         },
5806         {
5807                 .name = "stat",
5808                 .read_seq_string = memcg_stat_show,
5809         },
5810         {
5811                 .name = "force_empty",
5812                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
5813         },
5814         {
5815                 .name = "use_hierarchy",
5816                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
5817                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
5818         },
5819         {
5820                 .name = "swappiness",
5821                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
5822                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
5823         },
5824         {
5825                 .name = "move_charge_at_immigrate",
5826                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
5827                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
5828         },
5829         {
5830                 .name = "oom_control",
5831                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
5832                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
5833                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
5834                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
5835                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
5836         },
5837 #ifdef CONFIG_NUMA
5838         {
5839                 .name = "numa_stat",
5840                 .read_seq_string = memcg_numa_stat_show,
5841         },
5842 #endif
5843 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5844         {
5845                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
5846                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
5847                 .write_string = mem_cgroup_write,
5848                 .read = mem_cgroup_read,
5849         },
5850         {
5851                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
5852                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
5853                 .read = mem_cgroup_read,
5854         },
5855         {
5856                 .name = "kmem.failcnt",
5857                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
5858                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5859                 .read = mem_cgroup_read,
5860         },
5861         {
5862                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
5863                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
5864                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5865                 .read = mem_cgroup_read,
5866         },
5867 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5868         {
5869                 .name = "kmem.slabinfo",
5870                 .read_seq_string = mem_cgroup_slabinfo_read,
5871         },
5872 #endif
5873 #endif
5874         { },    /* terminate */
5875 };
5876
5877 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5878 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
5879         {
5880                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
5881                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
5882                 .read = mem_cgroup_read,
5883                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
5884                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
5885         },
5886         {
5887                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
5888                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
5889                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5890                 .read = mem_cgroup_read,
5891         },
5892         {
5893                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
5894                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
5895                 .write_string = mem_cgroup_write,
5896                 .read = mem_cgroup_read,
5897         },
5898         {
5899                 .name = "memsw.failcnt",
5900                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
5901                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5902                 .read = mem_cgroup_read,
5903         },
5904         { },    /* terminate */
5905 };
5906 #endif
5907 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5908 {
5909         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5910         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5911         int zone, tmp = node;
5912         /*
5913          * This routine is called against possible nodes.
5914          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
5915          *
5916          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
5917          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
5918          *       function.
5919          */
5920         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5921                 tmp = -1;
5922         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
5923         if (!pn)
5924                 return 1;
5925
5926         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
5927                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
5928                 lruvec_init(&mz->lruvec);
5929                 mz->usage_in_excess = 0;
5930                 mz->on_tree = false;
5931                 mz->memcg = memcg;
5932         }
5933         memcg->info.nodeinfo[node] = pn;
5934         return 0;
5935 }
5936
5937 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5938 {
5939         kfree(memcg->info.nodeinfo[node]);
5940 }
5941
5942 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
5943 {
5944         struct mem_cgroup *memcg;
5945         size_t size = memcg_size();
5946
5947         /* Can be very big if nr_node_ids is very big */
5948         if (size < PAGE_SIZE)
5949                 memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
5950         else
5951                 memcg = vzalloc(size);
5952
5953         if (!memcg)
5954                 return NULL;
5955
5956         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
5957         if (!memcg->stat)
5958                 goto out_free;
5959         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
5960         return memcg;
5961
5962 out_free:
5963         if (size < PAGE_SIZE)
5964                 kfree(memcg);
5965         else
5966                 vfree(memcg);
5967         return NULL;
5968 }
5969
5970 /*
5971  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
5972  * (scanning all at force_empty is too costly...)
5973  *
5974  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
5975  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
5976  * it goes down to 0.
5977  *
5978  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
5979  */
5980
5981 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5982 {
5983         int node;
5984         size_t size = memcg_size();
5985
5986         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
5987         free_css_id(&mem_cgroup_subsys, &memcg->css);
5988
5989         for_each_node(node)
5990                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
5991
5992         free_percpu(memcg->stat);
5993
5994         /*
5995          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
5996          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
5997          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
5998          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
5999          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
6000          *
6001          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
6002          * to move this code around, and make sure it is outside
6003          * the cgroup_lock.
6004          */
6005         disarm_static_keys(memcg);
6006         if (size < PAGE_SIZE)
6007                 kfree(memcg);
6008         else
6009                 vfree(memcg);
6010 }
6011
6012
6013 /*
6014  * Helpers for freeing a kmalloc()ed/vzalloc()ed mem_cgroup by RCU,
6015  * but in process context.  The work_freeing structure is overlaid
6016  * on the rcu_freeing structure, which itself is overlaid on memsw.
6017  */
6018 static void free_work(struct work_struct *work)
6019 {
6020         struct mem_cgroup *memcg;
6021
6022         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, work_freeing);
6023         __mem_cgroup_free(memcg);
6024 }
6025
6026 static void free_rcu(struct rcu_head *rcu_head)
6027 {
6028         struct mem_cgroup *memcg;
6029
6030         memcg = container_of(rcu_head, struct mem_cgroup, rcu_freeing);
6031         INIT_WORK(&memcg->work_freeing, free_work);
6032         schedule_work(&memcg->work_freeing);
6033 }
6034
6035 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg)
6036 {
6037         atomic_inc(&memcg->refcnt);
6038 }
6039
6040 static void __mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg, int count)
6041 {
6042         if (atomic_sub_and_test(count, &memcg->refcnt)) {
6043                 struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
6044                 call_rcu(&memcg->rcu_freeing, free_rcu);
6045                 if (parent)
6046                         mem_cgroup_put(parent);
6047         }
6048 }
6049
6050 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg)
6051 {
6052         __mem_cgroup_put(memcg, 1);
6053 }
6054
6055 /*
6056  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
6057  */
6058 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
6059 {
6060         if (!memcg->res.parent)
6061                 return NULL;
6062         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
6063 }
6064 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
6065
6066 static void __init mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
6067 {
6068         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
6069         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
6070         int tmp, node, zone;
6071
6072         for_each_node(node) {
6073                 tmp = node;
6074                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6075                         tmp = -1;
6076                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
6077                 BUG_ON(!rtpn);
6078
6079                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
6080
6081                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6082                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
6083                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
6084                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
6085                 }
6086         }
6087 }
6088
6089 static struct cgroup_subsys_state * __ref
6090 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup *cont)
6091 {
6092         struct mem_cgroup *memcg;
6093         long error = -ENOMEM;
6094         int node;
6095
6096         memcg = mem_cgroup_alloc();
6097         if (!memcg)
6098                 return ERR_PTR(error);
6099
6100         for_each_node(node)
6101                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
6102                         goto free_out;
6103
6104         /* root ? */
6105         if (cont->parent == NULL) {
6106                 root_mem_cgroup = memcg;
6107                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6108                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6109                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6110         }
6111
6112         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
6113         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
6114         atomic_set(&memcg->refcnt, 1);
6115         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
6116         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
6117         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
6118
6119         return &memcg->css;
6120
6121 free_out:
6122         __mem_cgroup_free(memcg);
6123         return ERR_PTR(error);
6124 }
6125
6126 static int
6127 mem_cgroup_css_online(struct cgroup *cont)
6128 {
6129         struct mem_cgroup *memcg, *parent;
6130         int error = 0;
6131
6132         if (!cont->parent)
6133                 return 0;
6134
6135         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
6136         memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
6137         parent = mem_cgroup_from_cont(cont->parent);
6138
6139         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
6140         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
6141         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
6142
6143         if (parent->use_hierarchy) {
6144                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
6145                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
6146                 res_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
6147
6148                 /*
6149                  * We increment refcnt of the parent to ensure that we can
6150                  * safely access it on res_counter_charge/uncharge.
6151                  * This refcnt will be decremented when freeing this
6152                  * mem_cgroup(see mem_cgroup_put).
6153                  */
6154                 mem_cgroup_get(parent);
6155         } else {
6156                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6157                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6158                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6159                 /*
6160                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
6161                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
6162                  * unfortunate state in our controller.
6163                  */
6164                 if (parent != root_mem_cgroup)
6165                         mem_cgroup_subsys.broken_hierarchy = true;
6166         }
6167
6168         error = memcg_init_kmem(memcg, &mem_cgroup_subsys);
6169         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
6170         if (error) {
6171                 /*
6172                  * We call put now because our (and parent's) refcnts
6173                  * are already in place. mem_cgroup_put() will internally
6174                  * call __mem_cgroup_free, so return directly
6175                  */
6176                 mem_cgroup_put(memcg);
6177                 if (parent->use_hierarchy)
6178                         mem_cgroup_put(parent);
6179         }
6180         return error;
6181 }
6182
6183 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup *cont)
6184 {
6185         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
6186
6187         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
6188         mem_cgroup_destroy_all_caches(memcg);
6189 }
6190
6191 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup *cont)
6192 {
6193         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
6194
6195         kmem_cgroup_destroy(memcg);
6196
6197         mem_cgroup_put(memcg);
6198 }
6199
6200 #ifdef CONFIG_MMU
6201 /* Handlers for move charge at task migration. */
6202 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
6203 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
6204 {
6205         int ret = 0;
6206         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6207         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
6208
6209         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6210                 mc.precharge += count;
6211                 /* we don't need css_get for root */
6212                 return ret;
6213         }
6214         /* try to charge at once */
6215         if (count > 1) {
6216                 struct res_counter *dummy;
6217                 /*
6218                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
6219                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
6220                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
6221                  * css_get().
6222                  */
6223                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
6224                         goto one_by_one;
6225                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
6226                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
6227                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
6228                         goto one_by_one;
6229                 }
6230                 mc.precharge += count;
6231                 return ret;
6232         }
6233 one_by_one:
6234         /* fall back to one by one charge */
6235         while (count--) {
6236                 if (signal_pending(current)) {
6237                         ret = -EINTR;
6238                         break;
6239                 }
6240                 if (!batch_count--) {
6241                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6242                         cond_resched();
6243                 }
6244                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
6245                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
6246                 if (ret)
6247                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
6248                         return ret;
6249                 mc.precharge++;
6250         }
6251         return ret;
6252 }
6253
6254 /**
6255  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
6256  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
6257  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
6258  * @ptent: the pte to be checked
6259  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
6260  *
6261  * Returns
6262  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
6263  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
6264  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
6265  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
6266  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
6267  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
6268  *     in target->ent.
6269  *
6270  * Called with pte lock held.
6271  */
6272 union mc_target {
6273         struct page     *page;
6274         swp_entry_t     ent;
6275 };
6276
6277 enum mc_target_type {
6278         MC_TARGET_NONE = 0,
6279         MC_TARGET_PAGE,
6280         MC_TARGET_SWAP,
6281 };
6282
6283 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
6284                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
6285 {
6286         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
6287
6288         if (!page || !page_mapped(page))
6289                 return NULL;
6290         if (PageAnon(page)) {
6291                 /* we don't move shared anon */
6292                 if (!move_anon())
6293                         return NULL;
6294         } else if (!move_file())
6295                 /* we ignore mapcount for file pages */
6296                 return NULL;
6297         if (!get_page_unless_zero(page))
6298                 return NULL;
6299
6300         return page;
6301 }
6302
6303 #ifdef CONFIG_SWAP
6304 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6305                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6306 {
6307         struct page *page = NULL;
6308         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
6309
6310         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
6311                 return NULL;
6312         /*
6313          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
6314          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
6315          */
6316         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
6317         if (do_swap_account)
6318                 entry->val = ent.val;
6319
6320         return page;
6321 }
6322 #else
6323 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6324                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6325 {
6326         return NULL;
6327 }
6328 #endif
6329
6330 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
6331                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6332 {
6333         struct page *page = NULL;
6334         struct address_space *mapping;
6335         pgoff_t pgoff;
6336
6337         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
6338                 return NULL;
6339         if (!move_file())
6340                 return NULL;
6341
6342         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
6343         if (pte_none(ptent))
6344                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
6345         else /* pte_file(ptent) is true */
6346                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
6347
6348         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
6349         page = find_get_page(mapping, pgoff);
6350
6351 #ifdef CONFIG_SWAP
6352         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
6353         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
6354                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
6355                 if (do_swap_account)
6356                         *entry = swap;
6357                 page = find_get_page(swap_address_space(swap), swap.val);
6358         }
6359 #endif
6360         return page;
6361 }
6362
6363 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
6364                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
6365 {
6366         struct page *page = NULL;
6367         struct page_cgroup *pc;
6368         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6369         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
6370
6371         if (pte_present(ptent))
6372                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
6373         else if (is_swap_pte(ptent))
6374                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6375         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
6376                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6377
6378         if (!page && !ent.val)
6379                 return ret;
6380         if (page) {
6381                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6382                 /*
6383                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
6384                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
6385                  * the lock.
6386                  */
6387                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6388                         ret = MC_TARGET_PAGE;
6389                         if (target)
6390                                 target->page = page;
6391                 }
6392                 if (!ret || !target)
6393                         put_page(page);
6394         }
6395         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
6396         if (ent.val && !ret &&
6397                         css_id(&mc.from->css) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
6398                 ret = MC_TARGET_SWAP;
6399                 if (target)
6400                         target->ent = ent;
6401         }
6402         return ret;
6403 }
6404
6405 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
6406 /*
6407  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
6408  * support them for now.
6409  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
6410  */
6411 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6412                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6413 {
6414         struct page *page = NULL;
6415         struct page_cgroup *pc;
6416         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6417
6418         page = pmd_page(pmd);
6419         VM_BUG_ON(!page || !PageHead(page));
6420         if (!move_anon())
6421                 return ret;
6422         pc = lookup_page_cgroup(page);
6423         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6424                 ret = MC_TARGET_PAGE;
6425                 if (target) {
6426                         get_page(page);
6427                         target->page = page;
6428                 }
6429         }
6430         return ret;
6431 }
6432 #else
6433 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6434                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6435 {
6436         return MC_TARGET_NONE;
6437 }
6438 #endif
6439
6440 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
6441                                         unsigned long addr, unsigned long end,
6442                                         struct mm_walk *walk)
6443 {
6444         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6445         pte_t *pte;
6446         spinlock_t *ptl;
6447
6448         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
6449                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
6450                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
6451                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6452                 return 0;
6453         }
6454
6455         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6456                 return 0;
6457         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6458         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
6459                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
6460                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
6461         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6462         cond_resched();
6463
6464         return 0;
6465 }
6466
6467 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
6468 {
6469         unsigned long precharge;
6470         struct vm_area_struct *vma;
6471
6472         down_read(&mm->mmap_sem);
6473         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6474                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
6475                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
6476                         .mm = mm,
6477                         .private = vma,
6478                 };
6479                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6480                         continue;
6481                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6482                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
6483         }
6484         up_read(&mm->mmap_sem);
6485
6486         precharge = mc.precharge;
6487         mc.precharge = 0;
6488
6489         return precharge;
6490 }
6491
6492 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
6493 {
6494         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
6495
6496         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
6497         mc.moving_task = current;
6498         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
6499 }
6500
6501 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
6502 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
6503 {
6504         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6505         struct mem_cgroup *to = mc.to;
6506
6507         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
6508         if (mc.precharge) {
6509                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
6510                 mc.precharge = 0;
6511         }
6512         /*
6513          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
6514          * we must uncharge here.
6515          */
6516         if (mc.moved_charge) {
6517                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
6518                 mc.moved_charge = 0;
6519         }
6520         /* we must fixup refcnts and charges */
6521         if (mc.moved_swap) {
6522                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
6523                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
6524                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
6525                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6526                 __mem_cgroup_put(mc.from, mc.moved_swap);
6527
6528                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
6529                         /*
6530                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
6531                          * uncharge to->res.
6532                          */
6533                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
6534                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6535                 }
6536                 /* we've already done mem_cgroup_get(mc.to) */
6537                 mc.moved_swap = 0;
6538         }
6539         memcg_oom_recover(from);
6540         memcg_oom_recover(to);
6541         wake_up_all(&mc.waitq);
6542 }
6543
6544 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
6545 {
6546         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6547
6548         /*
6549          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
6550          * task migration.
6551          */
6552         mc.moving_task = NULL;
6553         __mem_cgroup_clear_mc();
6554         spin_lock(&mc.lock);
6555         mc.from = NULL;
6556         mc.to = NULL;
6557         spin_unlock(&mc.lock);
6558         mem_cgroup_end_move(from);
6559 }
6560
6561 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
6562                                  struct cgroup_taskset *tset)
6563 {
6564         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6565         int ret = 0;
6566         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
6567         unsigned long move_charge_at_immigrate;
6568
6569         /*
6570          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
6571          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
6572          * So we need to save it, and keep it going.
6573          */
6574         move_charge_at_immigrate  = memcg->move_charge_at_immigrate;
6575         if (move_charge_at_immigrate) {
6576                 struct mm_struct *mm;
6577                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
6578
6579                 VM_BUG_ON(from == memcg);
6580
6581                 mm = get_task_mm(p);
6582                 if (!mm)
6583                         return 0;
6584                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
6585                 if (mm->owner == p) {
6586                         VM_BUG_ON(mc.from);
6587                         VM_BUG_ON(mc.to);
6588                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
6589                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
6590                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
6591                         mem_cgroup_start_move(from);
6592                         spin_lock(&mc.lock);
6593                         mc.from = from;
6594                         mc.to = memcg;
6595                         mc.immigrate_flags = move_charge_at_immigrate;
6596                         spin_unlock(&mc.lock);
6597                         /* We set mc.moving_task later */
6598
6599                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6600                         if (ret)
6601                                 mem_cgroup_clear_mc();
6602                 }
6603                 mmput(mm);
6604         }
6605         return ret;
6606 }
6607
6608 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
6609                                      struct cgroup_taskset *tset)
6610 {
6611         mem_cgroup_clear_mc();
6612 }
6613
6614 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6615                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6616                                 struct mm_walk *walk)
6617 {
6618         int ret = 0;
6619         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6620         pte_t *pte;
6621         spinlock_t *ptl;
6622         enum mc_target_type target_type;
6623         union mc_target target;
6624         struct page *page;
6625         struct page_cgroup *pc;
6626
6627         /*
6628          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
6629          * happens because:
6630          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
6631          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
6632          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
6633          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
6634          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
6635          *    part of thp split is not executed yet.
6636          */
6637         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
6638                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6639                         spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6640                         return 0;
6641                 }
6642                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6643                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6644                         page = target.page;
6645                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6646                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6647                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
6648                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
6649                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6650                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6651                                 }
6652                                 putback_lru_page(page);
6653                         }
6654                         put_page(page);
6655                 }
6656                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6657                 return 0;
6658         }
6659
6660         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6661                 return 0;
6662 retry:
6663         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6664         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6665                 pte_t ptent = *(pte++);
6666                 swp_entry_t ent;
6667
6668                 if (!mc.precharge)
6669                         break;
6670
6671                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6672                 case MC_TARGET_PAGE:
6673                         page = target.page;
6674                         if (isolate_lru_page(page))
6675                                 goto put;
6676                         pc = lookup_page_cgroup(page);
6677                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
6678                                                      mc.from, mc.to)) {
6679                                 mc.precharge--;
6680                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6681                                 mc.moved_charge++;
6682                         }
6683                         putback_lru_page(page);
6684 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6685                         put_page(page);
6686                         break;
6687                 case MC_TARGET_SWAP:
6688                         ent = target.ent;
6689                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6690                                 mc.precharge--;
6691                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
6692                                 mc.moved_swap++;
6693                         }
6694                         break;
6695                 default:
6696                         break;
6697                 }
6698         }
6699         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6700         cond_resched();
6701
6702         if (addr != end) {
6703                 /*
6704                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6705                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6706                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6707                  * phase.
6708                  */
6709                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6710                 if (!ret)
6711                         goto retry;
6712         }
6713
6714         return ret;
6715 }
6716
6717 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
6718 {
6719         struct vm_area_struct *vma;
6720
6721         lru_add_drain_all();
6722 retry:
6723         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
6724                 /*
6725                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
6726                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6727                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6728                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6729                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6730                  */
6731                 __mem_cgroup_clear_mc();
6732                 cond_resched();
6733                 goto retry;
6734         }
6735         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6736                 int ret;
6737                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
6738                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6739                         .mm = mm,
6740                         .private = vma,
6741                 };
6742                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6743                         continue;
6744                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6745                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
6746                 if (ret)
6747                         /*
6748                          * means we have consumed all precharges and failed in
6749                          * doing additional charge. Just abandon here.
6750                          */
6751                         break;
6752         }
6753         up_read(&mm->mmap_sem);
6754 }
6755
6756 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
6757                                  struct cgroup_taskset *tset)
6758 {
6759         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6760         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
6761
6762         if (mm) {
6763                 if (mc.to)
6764                         mem_cgroup_move_charge(mm);
6765                 mmput(mm);
6766         }
6767         if (mc.to)
6768                 mem_cgroup_clear_mc();
6769 }
6770 #else   /* !CONFIG_MMU */
6771 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
6772                                  struct cgroup_taskset *tset)
6773 {
6774         return 0;
6775 }
6776 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
6777                                      struct cgroup_taskset *tset)
6778 {
6779 }
6780 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
6781                                  struct cgroup_taskset *tset)
6782 {
6783 }
6784 #endif
6785
6786 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
6787         .name = "memory",
6788         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
6789         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6790         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6791         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6792         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6793         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6794         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6795         .attach = mem_cgroup_move_task,
6796         .base_cftypes = mem_cgroup_files,
6797         .early_init = 0,
6798         .use_id = 1,
6799 };
6800
6801 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6802 static int __init enable_swap_account(char *s)
6803 {
6804         /* consider enabled if no parameter or 1 is given */
6805         if (!strcmp(s, "1"))
6806                 really_do_swap_account = 1;
6807         else if (!strcmp(s, "0"))
6808                 really_do_swap_account = 0;
6809         return 1;
6810 }
6811 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
6812
6813 static void __init memsw_file_init(void)
6814 {
6815         WARN_ON(cgroup_add_cftypes(&mem_cgroup_subsys, memsw_cgroup_files));
6816 }
6817
6818 static void __init enable_swap_cgroup(void)
6819 {
6820         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
6821                 do_swap_account = 1;
6822                 memsw_file_init();
6823         }
6824 }
6825
6826 #else
6827 static void __init enable_swap_cgroup(void)
6828 {
6829 }
6830 #endif
6831
6832 /*
6833  * subsys_initcall() for memory controller.
6834  *
6835  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
6836  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
6837  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
6838  * be initialized from here.
6839  */
6840 static int __init mem_cgroup_init(void)
6841 {
6842         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
6843         enable_swap_cgroup();
6844         mem_cgroup_soft_limit_tree_init();
6845         memcg_stock_init();
6846         return 0;
6847 }
6848 subsys_initcall(mem_cgroup_init);