Merge tag 'renesas-fixes-for-v3.9' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[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 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w);
3016
3017 int memcg_update_cache_size(struct kmem_cache *s, int num_groups)
3018 {
3019         struct memcg_cache_params *cur_params = s->memcg_params;
3020
3021         VM_BUG_ON(s->memcg_params && !s->memcg_params->is_root_cache);
3022
3023         if (num_groups > memcg_limited_groups_array_size) {
3024                 int i;
3025                 ssize_t size = memcg_caches_array_size(num_groups);
3026
3027                 size *= sizeof(void *);
3028                 size += sizeof(struct memcg_cache_params);
3029
3030                 s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3031                 if (!s->memcg_params) {
3032                         s->memcg_params = cur_params;
3033                         return -ENOMEM;
3034                 }
3035
3036                 INIT_WORK(&s->memcg_params->destroy,
3037                                 kmem_cache_destroy_work_func);
3038                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3039
3040                 /*
3041                  * There is the chance it will be bigger than
3042                  * memcg_limited_groups_array_size, if we failed an allocation
3043                  * in a cache, in which case all caches updated before it, will
3044                  * have a bigger array.
3045                  *
3046                  * But if that is the case, the data after
3047                  * memcg_limited_groups_array_size is certainly unused
3048                  */
3049                 for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3050                         if (!cur_params->memcg_caches[i])
3051                                 continue;
3052                         s->memcg_params->memcg_caches[i] =
3053                                                 cur_params->memcg_caches[i];
3054                 }
3055
3056                 /*
3057                  * Ideally, we would wait until all caches succeed, and only
3058                  * then free the old one. But this is not worth the extra
3059                  * pointer per-cache we'd have to have for this.
3060                  *
3061                  * It is not a big deal if some caches are left with a size
3062                  * bigger than the others. And all updates will reset this
3063                  * anyway.
3064                  */
3065                 kfree(cur_params);
3066         }
3067         return 0;
3068 }
3069
3070 int memcg_register_cache(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s,
3071                          struct kmem_cache *root_cache)
3072 {
3073         size_t size = sizeof(struct memcg_cache_params);
3074
3075         if (!memcg_kmem_enabled())
3076                 return 0;
3077
3078         if (!memcg)
3079                 size += memcg_limited_groups_array_size * sizeof(void *);
3080
3081         s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3082         if (!s->memcg_params)
3083                 return -ENOMEM;
3084
3085         INIT_WORK(&s->memcg_params->destroy,
3086                         kmem_cache_destroy_work_func);
3087         if (memcg) {
3088                 s->memcg_params->memcg = memcg;
3089                 s->memcg_params->root_cache = root_cache;
3090         } else
3091                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3092
3093         return 0;
3094 }
3095
3096 void memcg_release_cache(struct kmem_cache *s)
3097 {
3098         struct kmem_cache *root;
3099         struct mem_cgroup *memcg;
3100         int id;
3101
3102         /*
3103          * This happens, for instance, when a root cache goes away before we
3104          * add any memcg.
3105          */
3106         if (!s->memcg_params)
3107                 return;
3108
3109         if (s->memcg_params->is_root_cache)
3110                 goto out;
3111
3112         memcg = s->memcg_params->memcg;
3113         id  = memcg_cache_id(memcg);
3114
3115         root = s->memcg_params->root_cache;
3116         root->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
3117         mem_cgroup_put(memcg);
3118
3119         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3120         list_del(&s->memcg_params->list);
3121         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3122
3123 out:
3124         kfree(s->memcg_params);
3125 }
3126
3127 /*
3128  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
3129  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
3130  * enqueing new caches to be created.
3131  *
3132  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
3133  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
3134  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
3135  * objects during debug.
3136  *
3137  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
3138  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
3139  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
3140  * cache again, failing at the same point.
3141  *
3142  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
3143  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
3144  * inside the following two functions.
3145  */
3146 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
3147 {
3148         VM_BUG_ON(!current->mm);
3149         current->memcg_kmem_skip_account++;
3150 }
3151
3152 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
3153 {
3154         VM_BUG_ON(!current->mm);
3155         current->memcg_kmem_skip_account--;
3156 }
3157
3158 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w)
3159 {
3160         struct kmem_cache *cachep;
3161         struct memcg_cache_params *p;
3162
3163         p = container_of(w, struct memcg_cache_params, destroy);
3164
3165         cachep = memcg_params_to_cache(p);
3166
3167         /*
3168          * If we get down to 0 after shrink, we could delete right away.
3169          * However, memcg_release_pages() already puts us back in the workqueue
3170          * in that case. If we proceed deleting, we'll get a dangling
3171          * reference, and removing the object from the workqueue in that case
3172          * is unnecessary complication. We are not a fast path.
3173          *
3174          * Note that this case is fundamentally different from racing with
3175          * shrink_slab(): if memcg_cgroup_destroy_cache() is called in
3176          * kmem_cache_shrink, not only we would be reinserting a dead cache
3177          * into the queue, but doing so from inside the worker racing to
3178          * destroy it.
3179          *
3180          * So if we aren't down to zero, we'll just schedule a worker and try
3181          * again
3182          */
3183         if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) != 0) {
3184                 kmem_cache_shrink(cachep);
3185                 if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) == 0)
3186                         return;
3187         } else
3188                 kmem_cache_destroy(cachep);
3189 }
3190
3191 void mem_cgroup_destroy_cache(struct kmem_cache *cachep)
3192 {
3193         if (!cachep->memcg_params->dead)
3194                 return;
3195
3196         /*
3197          * There are many ways in which we can get here.
3198          *
3199          * We can get to a memory-pressure situation while the delayed work is
3200          * still pending to run. The vmscan shrinkers can then release all
3201          * cache memory and get us to destruction. If this is the case, we'll
3202          * be executed twice, which is a bug (the second time will execute over
3203          * bogus data). In this case, cancelling the work should be fine.
3204          *
3205          * But we can also get here from the worker itself, if
3206          * kmem_cache_shrink is enough to shake all the remaining objects and
3207          * get the page count to 0. In this case, we'll deadlock if we try to
3208          * cancel the work (the worker runs with an internal lock held, which
3209          * is the same lock we would hold for cancel_work_sync().)
3210          *
3211          * Since we can't possibly know who got us here, just refrain from
3212          * running if there is already work pending
3213          */
3214         if (work_pending(&cachep->memcg_params->destroy))
3215                 return;
3216         /*
3217          * We have to defer the actual destroying to a workqueue, because
3218          * we might currently be in a context that cannot sleep.
3219          */
3220         schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3221 }
3222
3223 static char *memcg_cache_name(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s)
3224 {
3225         char *name;
3226         struct dentry *dentry;
3227
3228         rcu_read_lock();
3229         dentry = rcu_dereference(memcg->css.cgroup->dentry);
3230         rcu_read_unlock();
3231
3232         BUG_ON(dentry == NULL);
3233
3234         name = kasprintf(GFP_KERNEL, "%s(%d:%s)", s->name,
3235                          memcg_cache_id(memcg), dentry->d_name.name);
3236
3237         return name;
3238 }
3239
3240 static struct kmem_cache *kmem_cache_dup(struct mem_cgroup *memcg,
3241                                          struct kmem_cache *s)
3242 {
3243         char *name;
3244         struct kmem_cache *new;
3245
3246         name = memcg_cache_name(memcg, s);
3247         if (!name)
3248                 return NULL;
3249
3250         new = kmem_cache_create_memcg(memcg, name, s->object_size, s->align,
3251                                       (s->flags & ~SLAB_PANIC), s->ctor, s);
3252
3253         if (new)
3254                 new->allocflags |= __GFP_KMEMCG;
3255
3256         kfree(name);
3257         return new;
3258 }
3259
3260 /*
3261  * This lock protects updaters, not readers. We want readers to be as fast as
3262  * they can, and they will either see NULL or a valid cache value. Our model
3263  * allow them to see NULL, in which case the root memcg will be selected.
3264  *
3265  * We need this lock because multiple allocations to the same cache from a non
3266  * will span more than one worker. Only one of them can create the cache.
3267  */
3268 static DEFINE_MUTEX(memcg_cache_mutex);
3269 static struct kmem_cache *memcg_create_kmem_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3270                                                   struct kmem_cache *cachep)
3271 {
3272         struct kmem_cache *new_cachep;
3273         int idx;
3274
3275         BUG_ON(!memcg_can_account_kmem(memcg));
3276
3277         idx = memcg_cache_id(memcg);
3278
3279         mutex_lock(&memcg_cache_mutex);
3280         new_cachep = cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3281         if (new_cachep)
3282                 goto out;
3283
3284         new_cachep = kmem_cache_dup(memcg, cachep);
3285         if (new_cachep == NULL) {
3286                 new_cachep = cachep;
3287                 goto out;
3288         }
3289
3290         mem_cgroup_get(memcg);
3291         atomic_set(&new_cachep->memcg_params->nr_pages , 0);
3292
3293         cachep->memcg_params->memcg_caches[idx] = new_cachep;
3294         /*
3295          * the readers won't lock, make sure everybody sees the updated value,
3296          * so they won't put stuff in the queue again for no reason
3297          */
3298         wmb();
3299 out:
3300         mutex_unlock(&memcg_cache_mutex);
3301         return new_cachep;
3302 }
3303
3304 void kmem_cache_destroy_memcg_children(struct kmem_cache *s)
3305 {
3306         struct kmem_cache *c;
3307         int i;
3308
3309         if (!s->memcg_params)
3310                 return;
3311         if (!s->memcg_params->is_root_cache)
3312                 return;
3313
3314         /*
3315          * If the cache is being destroyed, we trust that there is no one else
3316          * requesting objects from it. Even if there are, the sanity checks in
3317          * kmem_cache_destroy should caught this ill-case.
3318          *
3319          * Still, we don't want anyone else freeing memcg_caches under our
3320          * noses, which can happen if a new memcg comes to life. As usual,
3321          * we'll take the set_limit_mutex to protect ourselves against this.
3322          */
3323         mutex_lock(&set_limit_mutex);
3324         for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3325                 c = s->memcg_params->memcg_caches[i];
3326                 if (!c)
3327                         continue;
3328
3329                 /*
3330                  * We will now manually delete the caches, so to avoid races
3331                  * we need to cancel all pending destruction workers and
3332                  * proceed with destruction ourselves.
3333                  *
3334                  * kmem_cache_destroy() will call kmem_cache_shrink internally,
3335                  * and that could spawn the workers again: it is likely that
3336                  * the cache still have active pages until this very moment.
3337                  * This would lead us back to mem_cgroup_destroy_cache.
3338                  *
3339                  * But that will not execute at all if the "dead" flag is not
3340                  * set, so flip it down to guarantee we are in control.
3341                  */
3342                 c->memcg_params->dead = false;
3343                 cancel_work_sync(&c->memcg_params->destroy);
3344                 kmem_cache_destroy(c);
3345         }
3346         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3347 }
3348
3349 struct create_work {
3350         struct mem_cgroup *memcg;
3351         struct kmem_cache *cachep;
3352         struct work_struct work;
3353 };
3354
3355 static void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3356 {
3357         struct kmem_cache *cachep;
3358         struct memcg_cache_params *params;
3359
3360         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3361                 return;
3362
3363         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3364         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list) {
3365                 cachep = memcg_params_to_cache(params);
3366                 cachep->memcg_params->dead = true;
3367                 schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3368         }
3369         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3370 }
3371
3372 static void memcg_create_cache_work_func(struct work_struct *w)
3373 {
3374         struct create_work *cw;
3375
3376         cw = container_of(w, struct create_work, work);
3377         memcg_create_kmem_cache(cw->memcg, cw->cachep);
3378         /* Drop the reference gotten when we enqueued. */
3379         css_put(&cw->memcg->css);
3380         kfree(cw);
3381 }
3382
3383 /*
3384  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
3385  * Called with rcu_read_lock.
3386  */
3387 static void __memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3388                                          struct kmem_cache *cachep)
3389 {
3390         struct create_work *cw;
3391
3392         cw = kmalloc(sizeof(struct create_work), GFP_NOWAIT);
3393         if (cw == NULL)
3394                 return;
3395
3396         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
3397         if (!css_tryget(&memcg->css)) {
3398                 kfree(cw);
3399                 return;
3400         }
3401
3402         cw->memcg = memcg;
3403         cw->cachep = cachep;
3404
3405         INIT_WORK(&cw->work, memcg_create_cache_work_func);
3406         schedule_work(&cw->work);
3407 }
3408
3409 static void memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3410                                        struct kmem_cache *cachep)
3411 {
3412         /*
3413          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
3414          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
3415          * in __memcg_create_cache_enqueue will recurse.
3416          *
3417          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
3418          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
3419          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
3420          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
3421          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
3422          */
3423         memcg_stop_kmem_account();
3424         __memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3425         memcg_resume_kmem_account();
3426 }
3427 /*
3428  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
3429  * We try to use the current memcg's version of the cache.
3430  *
3431  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
3432  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
3433  * in a workqueue.
3434  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
3435  * the original cache.
3436  *
3437  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
3438  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
3439  */
3440 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
3441                                           gfp_t gfp)
3442 {
3443         struct mem_cgroup *memcg;
3444         int idx;
3445
3446         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
3447         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
3448
3449         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3450                 return cachep;
3451
3452         rcu_read_lock();
3453         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
3454         rcu_read_unlock();
3455
3456         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
3457                 return cachep;
3458
3459         idx = memcg_cache_id(memcg);
3460
3461         /*
3462          * barrier to mare sure we're always seeing the up to date value.  The
3463          * code updating memcg_caches will issue a write barrier to match this.
3464          */
3465         read_barrier_depends();
3466         if (unlikely(cachep->memcg_params->memcg_caches[idx] == NULL)) {
3467                 /*
3468                  * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
3469                  * context), we could be be predictable and return right away.
3470                  * This would guarantee that the allocation being performed
3471                  * already belongs in the new cache.
3472                  *
3473                  * However, there are some clashes that can arrive from locking.
3474                  * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
3475                  * kmem_cache_dup, this means no further allocation could happen
3476                  * with the slab_mutex held.
3477                  *
3478                  * Also, because cache creation issue get_online_cpus(), this
3479                  * creates a lock chain: memcg_slab_mutex -> cpu_hotplug_mutex,
3480                  * that ends up reversed during cpu hotplug. (cpuset allocates
3481                  * a bunch of GFP_KERNEL memory during cpuup). Due to all that,
3482                  * better to defer everything.
3483                  */
3484                 memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3485                 return cachep;
3486         }
3487
3488         return cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3489 }
3490 EXPORT_SYMBOL(__memcg_kmem_get_cache);
3491
3492 /*
3493  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
3494  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
3495  * need a further commit step to do the final arrangements.
3496  *
3497  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
3498  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
3499  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
3500  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
3501  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
3502  * the compiled-out case as well.
3503  *
3504  * Returning true means the allocation is possible.
3505  */
3506 bool
3507 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
3508 {
3509         struct mem_cgroup *memcg;
3510         int ret;
3511
3512         *_memcg = NULL;
3513         memcg = try_get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
3514
3515         /*
3516          * very rare case described in mem_cgroup_from_task. Unfortunately there
3517          * isn't much we can do without complicating this too much, and it would
3518          * be gfp-dependent anyway. Just let it go
3519          */
3520         if (unlikely(!memcg))
3521                 return true;
3522
3523         if (!memcg_can_account_kmem(memcg)) {
3524                 css_put(&memcg->css);
3525                 return true;
3526         }
3527
3528         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, PAGE_SIZE << order);
3529         if (!ret)
3530                 *_memcg = memcg;
3531
3532         css_put(&memcg->css);
3533         return (ret == 0);
3534 }
3535
3536 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3537                               int order)
3538 {
3539         struct page_cgroup *pc;
3540
3541         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3542
3543         /* The page allocation failed. Revert */
3544         if (!page) {
3545                 memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3546                 return;
3547         }
3548
3549         pc = lookup_page_cgroup(page);
3550         lock_page_cgroup(pc);
3551         pc->mem_cgroup = memcg;
3552         SetPageCgroupUsed(pc);
3553         unlock_page_cgroup(pc);
3554 }
3555
3556 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
3557 {
3558         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3559         struct page_cgroup *pc;
3560
3561
3562         pc = lookup_page_cgroup(page);
3563         /*
3564          * Fast unlocked return. Theoretically might have changed, have to
3565          * check again after locking.
3566          */
3567         if (!PageCgroupUsed(pc))
3568                 return;
3569
3570         lock_page_cgroup(pc);
3571         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3572                 memcg = pc->mem_cgroup;
3573                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3574         }
3575         unlock_page_cgroup(pc);
3576
3577         /*
3578          * We trust that only if there is a memcg associated with the page, it
3579          * is a valid allocation
3580          */
3581         if (!memcg)
3582                 return;
3583
3584         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3585         memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3586 }
3587 #else
3588 static inline void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3589 {
3590 }
3591 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3592
3593 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3594
3595 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
3596 /*
3597  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3598  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
3599  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
3600  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
3601  */
3602 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3603 {
3604         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
3605         struct page_cgroup *pc;
3606         int i;
3607
3608         if (mem_cgroup_disabled())
3609                 return;
3610         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3611                 pc = head_pc + i;
3612                 pc->mem_cgroup = head_pc->mem_cgroup;
3613                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
3614                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
3615         }
3616 }
3617 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3618
3619 /**
3620  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3621  * @page: the page
3622  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3623  * @pc: page_cgroup of the page.
3624  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3625  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3626  *
3627  * The caller must confirm following.
3628  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3629  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3630  *
3631  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3632  * from old cgroup.
3633  */
3634 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3635                                    unsigned int nr_pages,
3636                                    struct page_cgroup *pc,
3637                                    struct mem_cgroup *from,
3638                                    struct mem_cgroup *to)
3639 {
3640         unsigned long flags;
3641         int ret;
3642         bool anon = PageAnon(page);
3643
3644         VM_BUG_ON(from == to);
3645         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
3646         /*
3647          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3648          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3649          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3650          * hold it.
3651          */
3652         ret = -EBUSY;
3653         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3654                 goto out;
3655
3656         lock_page_cgroup(pc);
3657
3658         ret = -EINVAL;
3659         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
3660                 goto unlock;
3661
3662         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
3663
3664         if (!anon && page_mapped(page)) {
3665                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup */
3666                 preempt_disable();
3667                 __this_cpu_dec(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
3668                 __this_cpu_inc(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
3669                 preempt_enable();
3670         }
3671         mem_cgroup_charge_statistics(from, anon, -nr_pages);
3672
3673         /* caller should have done css_get */
3674         pc->mem_cgroup = to;
3675         mem_cgroup_charge_statistics(to, anon, nr_pages);
3676         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
3677         ret = 0;
3678 unlock:
3679         unlock_page_cgroup(pc);
3680         /*
3681          * check events
3682          */
3683         memcg_check_events(to, page);
3684         memcg_check_events(from, page);
3685 out:
3686         return ret;
3687 }
3688
3689 /**
3690  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
3691  * @page: the page to move
3692  * @pc: page_cgroup of the page
3693  * @child: page's cgroup
3694  *
3695  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
3696  * parent (aka use_hierarchy==0).
3697  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
3698  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
3699  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
3700  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
3701  * on the next attempt and the call should be retried later.
3702  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
3703  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
3704  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
3705  * LRU or vanish.
3706  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
3707  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
3708  * disappear in the next attempt.
3709  */
3710 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
3711                                   struct page_cgroup *pc,
3712                                   struct mem_cgroup *child)
3713 {
3714         struct mem_cgroup *parent;
3715         unsigned int nr_pages;
3716         unsigned long uninitialized_var(flags);
3717         int ret;
3718
3719         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
3720
3721         ret = -EBUSY;
3722         if (!get_page_unless_zero(page))
3723                 goto out;
3724         if (isolate_lru_page(page))
3725                 goto put;
3726
3727         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
3728
3729         parent = parent_mem_cgroup(child);
3730         /*
3731          * If no parent, move charges to root cgroup.
3732          */
3733         if (!parent)
3734                 parent = root_mem_cgroup;
3735
3736         if (nr_pages > 1) {
3737                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3738                 flags = compound_lock_irqsave(page);
3739         }
3740
3741         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
3742                                 pc, child, parent);
3743         if (!ret)
3744                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
3745
3746         if (nr_pages > 1)
3747                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
3748         putback_lru_page(page);
3749 put:
3750         put_page(page);
3751 out:
3752         return ret;
3753 }
3754
3755 /*
3756  * Charge the memory controller for page usage.
3757  * Return
3758  * 0 if the charge was successful
3759  * < 0 if the cgroup is over its limit
3760  */
3761 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3762                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
3763 {
3764         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3765         unsigned int nr_pages = 1;
3766         bool oom = true;
3767         int ret;
3768
3769         if (PageTransHuge(page)) {
3770                 nr_pages <<= compound_order(page);
3771                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3772                 /*
3773                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
3774                  * fault handler will fall back to regular pages.
3775                  */
3776                 oom = false;
3777         }
3778
3779         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
3780         if (ret == -ENOMEM)
3781                 return ret;
3782         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, ctype, false);
3783         return 0;
3784 }
3785
3786 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
3787                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
3788 {
3789         if (mem_cgroup_disabled())
3790                 return 0;
3791         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3792         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3793         VM_BUG_ON(!mm);
3794         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
3795                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3796 }
3797
3798 /*
3799  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
3800  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
3801  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
3802  * "commit()" or removed by "cancel()"
3803  */
3804 static int __mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
3805                                           struct page *page,
3806                                           gfp_t mask,
3807                                           struct mem_cgroup **memcgp)
3808 {
3809         struct mem_cgroup *memcg;
3810         struct page_cgroup *pc;
3811         int ret;
3812
3813         pc = lookup_page_cgroup(page);
3814         /*
3815          * Every swap fault against a single page tries to charge the
3816          * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
3817          * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
3818          * the page lock, which serializes swap cache removal, which
3819          * in turn serializes uncharging.
3820          */
3821         if (PageCgroupUsed(pc))
3822                 return 0;
3823         if (!do_swap_account)
3824                 goto charge_cur_mm;
3825         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
3826         if (!memcg)
3827                 goto charge_cur_mm;
3828         *memcgp = memcg;
3829         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
3830         css_put(&memcg->css);
3831         if (ret == -EINTR)
3832                 ret = 0;
3833         return ret;
3834 charge_cur_mm:
3835         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
3836         if (ret == -EINTR)
3837                 ret = 0;
3838         return ret;
3839 }
3840
3841 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm, struct page *page,
3842                                  gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
3843 {
3844         *memcgp = NULL;
3845         if (mem_cgroup_disabled())
3846                 return 0;
3847         /*
3848          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already
3849          * updated the pte, and even removed page from swap cache: in
3850          * those cases unuse_pte()'s pte_same() test will fail; but
3851          * there's also a KSM case which does need to charge the page.
3852          */
3853         if (!PageSwapCache(page)) {
3854                 int ret;
3855
3856                 ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, 1, memcgp, true);
3857                 if (ret == -EINTR)
3858                         ret = 0;
3859                 return ret;
3860         }
3861         return __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, memcgp);
3862 }
3863
3864 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
3865 {
3866         if (mem_cgroup_disabled())
3867                 return;
3868         if (!memcg)
3869                 return;
3870         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
3871 }
3872
3873 static void
3874 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3875                                         enum charge_type ctype)
3876 {
3877         if (mem_cgroup_disabled())
3878                 return;
3879         if (!memcg)
3880                 return;
3881
3882         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
3883         /*
3884          * Now swap is on-memory. This means this page may be
3885          * counted both as mem and swap....double count.
3886          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
3887          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
3888          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
3889          */
3890         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
3891                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
3892                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
3893         }
3894 }
3895
3896 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
3897                                      struct mem_cgroup *memcg)
3898 {
3899         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
3900                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3901 }
3902
3903 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3904                                 gfp_t gfp_mask)
3905 {
3906         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3907         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3908         int ret;
3909
3910         if (mem_cgroup_disabled())
3911                 return 0;
3912         if (PageCompound(page))
3913                 return 0;
3914
3915         if (!PageSwapCache(page))
3916                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
3917         else { /* page is swapcache/shmem */
3918                 ret = __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page,
3919                                                      gfp_mask, &memcg);
3920                 if (!ret)
3921                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
3922         }
3923         return ret;
3924 }
3925
3926 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
3927                                    unsigned int nr_pages,
3928                                    const enum charge_type ctype)
3929 {
3930         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
3931         bool uncharge_memsw = true;
3932
3933         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
3934         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
3935                 uncharge_memsw = false;
3936
3937         batch = &current->memcg_batch;
3938         /*
3939          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
3940          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
3941          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
3942          */
3943         if (!batch->memcg)
3944                 batch->memcg = memcg;
3945         /*
3946          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
3947          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
3948          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
3949          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
3950          * because we want to do uncharge as soon as possible.
3951          */
3952
3953         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
3954                 goto direct_uncharge;
3955
3956         if (nr_pages > 1)
3957                 goto direct_uncharge;
3958
3959         /*
3960          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
3961          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
3962          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
3963          */
3964         if (batch->memcg != memcg)
3965                 goto direct_uncharge;
3966         /* remember freed charge and uncharge it later */
3967         batch->nr_pages++;
3968         if (uncharge_memsw)
3969                 batch->memsw_nr_pages++;
3970         return;
3971 direct_uncharge:
3972         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
3973         if (uncharge_memsw)
3974                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
3975         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
3976                 memcg_oom_recover(memcg);
3977 }
3978
3979 /*
3980  * uncharge if !page_mapped(page)
3981  */
3982 static struct mem_cgroup *
3983 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype,
3984                              bool end_migration)
3985 {
3986         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3987         unsigned int nr_pages = 1;
3988         struct page_cgroup *pc;
3989         bool anon;
3990
3991         if (mem_cgroup_disabled())
3992                 return NULL;
3993
3994         VM_BUG_ON(PageSwapCache(page));
3995
3996         if (PageTransHuge(page)) {
3997                 nr_pages <<= compound_order(page);
3998                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3999         }
4000         /*
4001          * Check if our page_cgroup is valid
4002          */
4003         pc = lookup_page_cgroup(page);
4004         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
4005                 return NULL;
4006
4007         lock_page_cgroup(pc);
4008
4009         memcg = pc->mem_cgroup;
4010
4011         if (!PageCgroupUsed(pc))
4012                 goto unlock_out;
4013
4014         anon = PageAnon(page);
4015
4016         switch (ctype) {
4017         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON:
4018                 /*
4019                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
4020                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
4021                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
4022                  */
4023                 anon = true;
4024                 /* fallthrough */
4025         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
4026                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
4027                 if (page_mapped(page))
4028                         goto unlock_out;
4029                 /*
4030                  * Pages under migration may not be uncharged.  But
4031                  * end_migration() /must/ be the one uncharging the
4032                  * unused post-migration page and so it has to call
4033                  * here with the migration bit still set.  See the
4034                  * res_counter handling below.
4035                  */
4036                 if (!end_migration && PageCgroupMigration(pc))
4037                         goto unlock_out;
4038                 break;
4039         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
4040                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
4041                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
4042                                 goto unlock_out;
4043                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
4044                                 goto unlock_out;
4045                 break;
4046         default:
4047                 break;
4048         }
4049
4050         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, -nr_pages);
4051
4052         ClearPageCgroupUsed(pc);
4053         /*
4054          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
4055          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
4056          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
4057          * special functions.
4058          */
4059
4060         unlock_page_cgroup(pc);
4061         /*
4062          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
4063          * will never be freed.
4064          */
4065         memcg_check_events(memcg, page);
4066         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
4067                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
4068                 mem_cgroup_get(memcg);
4069         }
4070         /*
4071          * Migration does not charge the res_counter for the
4072          * replacement page, so leave it alone when phasing out the
4073          * page that is unused after the migration.
4074          */
4075         if (!end_migration && !mem_cgroup_is_root(memcg))
4076                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
4077
4078         return memcg;
4079
4080 unlock_out:
4081         unlock_page_cgroup(pc);
4082         return NULL;
4083 }
4084
4085 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
4086 {
4087         /* early check. */
4088         if (page_mapped(page))
4089                 return;
4090         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
4091         if (PageSwapCache(page))
4092                 return;
4093         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
4094 }
4095
4096 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
4097 {
4098         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
4099         VM_BUG_ON(page->mapping);
4100         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE, false);
4101 }
4102
4103 /*
4104  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
4105  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
4106  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
4107  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
4108  * This may be called prural(2) times in a context,
4109  */
4110
4111 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
4112 {
4113         current->memcg_batch.do_batch++;
4114         /* We can do nest. */
4115         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
4116                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
4117                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
4118                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
4119         }
4120 }
4121
4122 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
4123 {
4124         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
4125
4126         if (!batch->do_batch)
4127                 return;
4128
4129         batch->do_batch--;
4130         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
4131                 return;
4132
4133         if (!batch->memcg)
4134                 return;
4135         /*
4136          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
4137          * bacause we hide charges behind us.
4138          */
4139         if (batch->nr_pages)
4140                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
4141                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
4142         if (batch->memsw_nr_pages)
4143                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
4144                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
4145         memcg_oom_recover(batch->memcg);
4146         /* forget this pointer (for sanity check) */
4147         batch->memcg = NULL;
4148 }
4149
4150 #ifdef CONFIG_SWAP
4151 /*
4152  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
4153  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
4154  */
4155 void
4156 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
4157 {
4158         struct mem_cgroup *memcg;
4159         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
4160
4161         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
4162                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
4163
4164         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype, false);
4165
4166         /*
4167          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
4168          * mem_cgroup_get() was called in uncharge().
4169          */
4170         if (do_swap_account && swapout && memcg)
4171                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
4172 }
4173 #endif
4174
4175 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4176 /*
4177  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
4178  * uncharge "memsw" account.
4179  */
4180 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
4181 {
4182         struct mem_cgroup *memcg;
4183         unsigned short id;
4184
4185         if (!do_swap_account)
4186                 return;
4187
4188         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
4189         rcu_read_lock();
4190         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
4191         if (memcg) {
4192                 /*
4193                  * We uncharge this because swap is freed.
4194                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
4195                  */
4196                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4197                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
4198                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
4199                 mem_cgroup_put(memcg);
4200         }
4201         rcu_read_unlock();
4202 }
4203
4204 /**
4205  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
4206  * @entry: swap entry to be moved
4207  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
4208  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
4209  *
4210  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
4211  * as the mem_cgroup's id of @from.
4212  *
4213  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
4214  *
4215  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
4216  * both res and memsw, and called css_get().
4217  */
4218 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4219                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4220 {
4221         unsigned short old_id, new_id;
4222
4223         old_id = css_id(&from->css);
4224         new_id = css_id(&to->css);
4225
4226         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
4227                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
4228                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
4229                 /*
4230                  * This function is only called from task migration context now.
4231                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
4232                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
4233                  * improvement. But we cannot postpone mem_cgroup_get(to)
4234                  * because if the process that has been moved to @to does
4235                  * swap-in, the refcount of @to might be decreased to 0.
4236                  */
4237                 mem_cgroup_get(to);
4238                 return 0;
4239         }
4240         return -EINVAL;
4241 }
4242 #else
4243 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4244                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4245 {
4246         return -EINVAL;
4247 }
4248 #endif
4249
4250 /*
4251  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
4252  * page belongs to.
4253  */
4254 void mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page, struct page *newpage,
4255                                   struct mem_cgroup **memcgp)
4256 {
4257         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4258         unsigned int nr_pages = 1;
4259         struct page_cgroup *pc;
4260         enum charge_type ctype;
4261
4262         *memcgp = NULL;
4263
4264         if (mem_cgroup_disabled())
4265                 return;
4266
4267         if (PageTransHuge(page))
4268                 nr_pages <<= compound_order(page);
4269
4270         pc = lookup_page_cgroup(page);
4271         lock_page_cgroup(pc);
4272         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4273                 memcg = pc->mem_cgroup;
4274                 css_get(&memcg->css);
4275                 /*
4276                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
4277                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
4278                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
4279                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
4280                  * until end_migration() is called
4281                  *
4282                  * Corner Case Thinking
4283                  * A)
4284                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
4285                  * while migration was ongoing.
4286                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
4287                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
4288                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
4289                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
4290                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
4291                  *
4292                  * B)
4293                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
4294                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
4295                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
4296                  * without charging it again.
4297                  *
4298                  * C)
4299                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
4300                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
4301                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
4302                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
4303                  */
4304                 if (PageAnon(page))
4305                         SetPageCgroupMigration(pc);
4306         }
4307         unlock_page_cgroup(pc);
4308         /*
4309          * If the page is not charged at this point,
4310          * we return here.
4311          */
4312         if (!memcg)
4313                 return;
4314
4315         *memcgp = memcg;
4316         /*
4317          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
4318          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
4319          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
4320          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
4321          */
4322         if (PageAnon(page))
4323                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON;
4324         else
4325                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4326         /*
4327          * The page is committed to the memcg, but it's not actually
4328          * charged to the res_counter since we plan on replacing the
4329          * old one and only one page is going to be left afterwards.
4330          */
4331         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, nr_pages, ctype, false);
4332 }
4333
4334 /* remove redundant charge if migration failed*/
4335 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
4336         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
4337 {
4338         struct page *used, *unused;
4339         struct page_cgroup *pc;
4340         bool anon;
4341
4342         if (!memcg)
4343                 return;
4344
4345         if (!migration_ok) {
4346                 used = oldpage;
4347                 unused = newpage;
4348         } else {
4349                 used = newpage;
4350                 unused = oldpage;
4351         }
4352         anon = PageAnon(used);
4353         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
4354                                      anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON
4355                                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE,
4356                                      true);
4357         css_put(&memcg->css);
4358         /*
4359          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
4360          * of the page goes down to zero, temporarly.
4361          * Clear the flag and check the page should be charged.
4362          */
4363         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4364         lock_page_cgroup(pc);
4365         ClearPageCgroupMigration(pc);
4366         unlock_page_cgroup(pc);
4367
4368         /*
4369          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
4370          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
4371          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
4372          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
4373          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
4374          * check. (see prepare_charge() also)
4375          */
4376         if (anon)
4377                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
4378 }
4379
4380 /*
4381  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
4382  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
4383  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
4384  */
4385 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
4386                                   struct page *newpage)
4387 {
4388         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4389         struct page_cgroup *pc;
4390         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4391
4392         if (mem_cgroup_disabled())
4393                 return;
4394
4395         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4396         /* fix accounting on old pages */
4397         lock_page_cgroup(pc);
4398         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4399                 memcg = pc->mem_cgroup;
4400                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, false, -1);
4401                 ClearPageCgroupUsed(pc);
4402         }
4403         unlock_page_cgroup(pc);
4404
4405         /*
4406          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
4407          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
4408          */
4409         if (!memcg)
4410                 return;
4411         /*
4412          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
4413          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
4414          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
4415          */
4416         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
4417 }
4418
4419 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4420 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
4421 {
4422         struct page_cgroup *pc;
4423
4424         pc = lookup_page_cgroup(page);
4425         /*
4426          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
4427          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
4428          * or when mem_cgroup_disabled().
4429          */
4430         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
4431                 return pc;
4432         return NULL;
4433 }
4434
4435 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
4436 {
4437         if (mem_cgroup_disabled())
4438                 return false;
4439
4440         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
4441 }
4442
4443 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
4444 {
4445         struct page_cgroup *pc;
4446
4447         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
4448         if (pc) {
4449                 pr_alert("pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
4450                          pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
4451         }
4452 }
4453 #endif
4454
4455 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4456                                 unsigned long long val)
4457 {
4458         int retry_count;
4459         u64 memswlimit, memlimit;
4460         int ret = 0;
4461         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4462         u64 curusage, oldusage;
4463         int enlarge;
4464
4465         /*
4466          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
4467          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
4468          * of # of children which we should visit in this loop.
4469          */
4470         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
4471
4472         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4473
4474         enlarge = 0;
4475         while (retry_count) {
4476                 if (signal_pending(current)) {
4477                         ret = -EINTR;
4478                         break;
4479                 }
4480                 /*
4481                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4482                  * open coded manner. You see what this really does.
4483                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4484                  */
4485                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4486                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4487                 if (memswlimit < val) {
4488                         ret = -EINVAL;
4489                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4490                         break;
4491                 }
4492
4493                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4494                 if (memlimit < val)
4495                         enlarge = 1;
4496
4497                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
4498                 if (!ret) {
4499                         if (memswlimit == val)
4500                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4501                         else
4502                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4503                 }
4504                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4505
4506                 if (!ret)
4507                         break;
4508
4509                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4510                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4511                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4512                 /* Usage is reduced ? */
4513                 if (curusage >= oldusage)
4514                         retry_count--;
4515                 else
4516                         oldusage = curusage;
4517         }
4518         if (!ret && enlarge)
4519                 memcg_oom_recover(memcg);
4520
4521         return ret;
4522 }
4523
4524 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4525                                         unsigned long long val)
4526 {
4527         int retry_count;
4528         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
4529         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4530         int ret = -EBUSY;
4531         int enlarge = 0;
4532
4533         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
4534         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4535         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4536         while (retry_count) {
4537                 if (signal_pending(current)) {
4538                         ret = -EINTR;
4539                         break;
4540                 }
4541                 /*
4542                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4543                  * open coded manner. You see what this really does.
4544                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4545                  */
4546                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4547                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4548                 if (memlimit > val) {
4549                         ret = -EINVAL;
4550                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4551                         break;
4552                 }
4553                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4554                 if (memswlimit < val)
4555                         enlarge = 1;
4556                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
4557                 if (!ret) {
4558                         if (memlimit == val)
4559                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4560                         else
4561                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4562                 }
4563                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4564
4565                 if (!ret)
4566                         break;
4567
4568                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4569                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
4570                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4571                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4572                 /* Usage is reduced ? */
4573                 if (curusage >= oldusage)
4574                         retry_count--;
4575                 else
4576                         oldusage = curusage;
4577         }
4578         if (!ret && enlarge)
4579                 memcg_oom_recover(memcg);
4580         return ret;
4581 }
4582
4583 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
4584                                             gfp_t gfp_mask,
4585                                             unsigned long *total_scanned)
4586 {
4587         unsigned long nr_reclaimed = 0;
4588         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
4589         unsigned long reclaimed;
4590         int loop = 0;
4591         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
4592         unsigned long long excess;
4593         unsigned long nr_scanned;
4594
4595         if (order > 0)
4596                 return 0;
4597
4598         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
4599         /*
4600          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
4601          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
4602          * pressure
4603          */
4604         do {
4605                 if (next_mz)
4606                         mz = next_mz;
4607                 else
4608                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4609                 if (!mz)
4610                         break;
4611
4612                 nr_scanned = 0;
4613                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
4614                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
4615                 nr_reclaimed += reclaimed;
4616                 *total_scanned += nr_scanned;
4617                 spin_lock(&mctz->lock);
4618
4619                 /*
4620                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
4621                  * it is time to move on to the next cgroup
4622                  */
4623                 next_mz = NULL;
4624                 if (!reclaimed) {
4625                         do {
4626                                 /*
4627                                  * Loop until we find yet another one.
4628                                  *
4629                                  * By the time we get the soft_limit lock
4630                                  * again, someone might have aded the
4631                                  * group back on the RB tree. Iterate to
4632                                  * make sure we get a different mem.
4633                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
4634                                  * NULL if no other cgroup is present on
4635                                  * the tree
4636                                  */
4637                                 next_mz =
4638                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4639                                 if (next_mz == mz)
4640                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
4641                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
4642                                         break;
4643                         } while (1);
4644                 }
4645                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
4646                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
4647                 /*
4648                  * One school of thought says that we should not add
4649                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
4650                  * But our reclaim could return 0, simply because due
4651                  * to priority we are exposing a smaller subset of
4652                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
4653                  * term TODO.
4654                  */
4655                 /* If excess == 0, no tree ops */
4656                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->memcg, mz, mctz, excess);
4657                 spin_unlock(&mctz->lock);
4658                 css_put(&mz->memcg->css);
4659                 loop++;
4660                 /*
4661                  * Could not reclaim anything and there are no more
4662                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
4663                  * reclaiming anything.
4664                  */
4665                 if (!nr_reclaimed &&
4666                         (next_mz == NULL ||
4667                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
4668                         break;
4669         } while (!nr_reclaimed);
4670         if (next_mz)
4671                 css_put(&next_mz->memcg->css);
4672         return nr_reclaimed;
4673 }
4674
4675 /**
4676  * mem_cgroup_force_empty_list - clears LRU of a group
4677  * @memcg: group to clear
4678  * @node: NUMA node
4679  * @zid: zone id
4680  * @lru: lru to to clear
4681  *
4682  * Traverse a specified page_cgroup list and try to drop them all.  This doesn't
4683  * reclaim the pages page themselves - pages are moved to the parent (or root)
4684  * group.
4685  */
4686 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
4687                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
4688 {
4689         struct lruvec *lruvec;
4690         unsigned long flags;
4691         struct list_head *list;
4692         struct page *busy;
4693         struct zone *zone;
4694
4695         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
4696         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
4697         list = &lruvec->lists[lru];
4698
4699         busy = NULL;
4700         do {
4701                 struct page_cgroup *pc;
4702                 struct page *page;
4703
4704                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
4705                 if (list_empty(list)) {
4706                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4707                         break;
4708                 }
4709                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
4710                 if (busy == page) {
4711                         list_move(&page->lru, list);
4712                         busy = NULL;
4713                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4714                         continue;
4715                 }
4716                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4717
4718                 pc = lookup_page_cgroup(page);
4719
4720                 if (mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg)) {
4721                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
4722                         busy = page;
4723                         cond_resched();
4724                 } else
4725                         busy = NULL;
4726         } while (!list_empty(list));
4727 }
4728
4729 /*
4730  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task by moving
4731  * all the charges and pages to the parent.
4732  * This enables deleting this mem_cgroup.
4733  *
4734  * Caller is responsible for holding css reference on the memcg.
4735  */
4736 static void mem_cgroup_reparent_charges(struct mem_cgroup *memcg)
4737 {
4738         int node, zid;
4739         u64 usage;
4740
4741         do {
4742                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
4743                 lru_add_drain_all();
4744                 drain_all_stock_sync(memcg);
4745                 mem_cgroup_start_move(memcg);
4746                 for_each_node_state(node, N_MEMORY) {
4747                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4748                                 enum lru_list lru;
4749                                 for_each_lru(lru) {
4750                                         mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
4751                                                         node, zid, lru);
4752                                 }
4753                         }
4754                 }
4755                 mem_cgroup_end_move(memcg);
4756                 memcg_oom_recover(memcg);
4757                 cond_resched();
4758
4759                 /*
4760                  * Kernel memory may not necessarily be trackable to a specific
4761                  * process. So they are not migrated, and therefore we can't
4762                  * expect their value to drop to 0 here.
4763                  * Having res filled up with kmem only is enough.
4764                  *
4765                  * This is a safety check because mem_cgroup_force_empty_list
4766                  * could have raced with mem_cgroup_replace_page_cache callers
4767                  * so the lru seemed empty but the page could have been added
4768                  * right after the check. RES_USAGE should be safe as we always
4769                  * charge before adding to the LRU.
4770                  */
4771                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) -
4772                         res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE);
4773         } while (usage > 0);
4774 }
4775
4776 /*
4777  * This mainly exists for tests during the setting of set of use_hierarchy.
4778  * Since this is the very setting we are changing, the current hierarchy value
4779  * is meaningless
4780  */
4781 static inline bool __memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4782 {
4783         struct cgroup *pos;
4784
4785         /* bounce at first found */
4786         cgroup_for_each_child(pos, memcg->css.cgroup)
4787                 return true;
4788         return false;
4789 }
4790
4791 /*
4792  * Must be called with memcg_create_mutex held, unless the cgroup is guaranteed
4793  * to be already dead (as in mem_cgroup_force_empty, for instance).  This is
4794  * from mem_cgroup_count_children(), in the sense that we don't really care how
4795  * many children we have; we only need to know if we have any.  It also counts
4796  * any memcg without hierarchy as infertile.
4797  */
4798 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4799 {
4800         return memcg->use_hierarchy && __memcg_has_children(memcg);
4801 }
4802
4803 /*
4804  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
4805  * the rest to the parent.
4806  *
4807  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
4808  */
4809 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
4810 {
4811         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4812         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
4813
4814         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
4815         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
4816                 return -EBUSY;
4817
4818         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
4819         lru_add_drain_all();
4820         /* try to free all pages in this cgroup */
4821         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
4822                 int progress;
4823
4824                 if (signal_pending(current))
4825                         return -EINTR;
4826
4827                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
4828                                                 false);
4829                 if (!progress) {
4830                         nr_retries--;
4831                         /* maybe some writeback is necessary */
4832                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
4833                 }
4834
4835         }
4836         lru_add_drain();
4837         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
4838
4839         return 0;
4840 }
4841
4842 static int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup *cont, unsigned int event)
4843 {
4844         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4845         int ret;
4846
4847         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
4848                 return -EINVAL;
4849         css_get(&memcg->css);
4850         ret = mem_cgroup_force_empty(memcg);
4851         css_put(&memcg->css);
4852
4853         return ret;
4854 }
4855
4856
4857 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
4858 {
4859         return mem_cgroup_from_cont(cont)->use_hierarchy;
4860 }
4861
4862 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
4863                                         u64 val)
4864 {
4865         int retval = 0;
4866         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4867         struct cgroup *parent = cont->parent;
4868         struct mem_cgroup *parent_memcg = NULL;
4869
4870         if (parent)
4871                 parent_memcg = mem_cgroup_from_cont(parent);
4872
4873         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4874
4875         if (memcg->use_hierarchy == val)
4876                 goto out;
4877
4878         /*
4879          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
4880          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
4881          * occur, provided the current cgroup has no children.
4882          *
4883          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
4884          * set if there are no children.
4885          */
4886         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
4887                                 (val == 1 || val == 0)) {
4888                 if (!__memcg_has_children(memcg))
4889                         memcg->use_hierarchy = val;
4890                 else
4891                         retval = -EBUSY;
4892         } else
4893                 retval = -EINVAL;
4894
4895 out:
4896         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4897
4898         return retval;
4899 }
4900
4901
4902 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
4903                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
4904 {
4905         struct mem_cgroup *iter;
4906         long val = 0;
4907
4908         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
4909         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4910                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
4911
4912         if (val < 0) /* race ? */
4913                 val = 0;
4914         return val;
4915 }
4916
4917 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4918 {
4919         u64 val;
4920
4921         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
4922                 if (!swap)
4923                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4924                 else
4925                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4926         }
4927
4928         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
4929         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
4930
4931         if (swap)
4932                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
4933
4934         return val << PAGE_SHIFT;
4935 }
4936
4937 static ssize_t mem_cgroup_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
4938                                struct file *file, char __user *buf,
4939                                size_t nbytes, loff_t *ppos)
4940 {
4941         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4942         char str[64];
4943         u64 val;
4944         int name, len;
4945         enum res_type type;
4946
4947         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4948         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
4949
4950         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
4951                 return -EOPNOTSUPP;
4952
4953         switch (type) {
4954         case _MEM:
4955                 if (name == RES_USAGE)
4956                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4957                 else
4958                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
4959                 break;
4960         case _MEMSWAP:
4961                 if (name == RES_USAGE)
4962                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4963                 else
4964                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
4965                 break;
4966         case _KMEM:
4967                 val = res_counter_read_u64(&memcg->kmem, name);
4968                 break;
4969         default:
4970                 BUG();
4971         }
4972
4973         len = scnprintf(str, sizeof(str), "%llu\n", (unsigned long long)val);
4974         return simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, str, len);
4975 }
4976
4977 static int memcg_update_kmem_limit(struct cgroup *cont, u64 val)
4978 {
4979         int ret = -EINVAL;
4980 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4981         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4982         /*
4983          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
4984          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
4985          * already joined.
4986          *
4987          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
4988          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
4989          * place, which makes the value quite meaningless.
4990          *
4991          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
4992          * of course permitted.
4993          */
4994         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4995         mutex_lock(&set_limit_mutex);
4996         if (!memcg->kmem_account_flags && val != RESOURCE_MAX) {
4997                 if (cgroup_task_count(cont) || memcg_has_children(memcg)) {
4998                         ret = -EBUSY;
4999                         goto out;
5000                 }
5001                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
5002                 VM_BUG_ON(ret);
5003
5004                 ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
5005                 if (ret) {
5006                         res_counter_set_limit(&memcg->kmem, RESOURCE_MAX);
5007                         goto out;
5008                 }
5009                 static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5010                 /*
5011                  * setting the active bit after the inc will guarantee no one
5012                  * starts accounting before all call sites are patched
5013                  */
5014                 memcg_kmem_set_active(memcg);
5015
5016                 /*
5017                  * kmem charges can outlive the cgroup. In the case of slab
5018                  * pages, for instance, a page contain objects from various
5019                  * processes, so it is unfeasible to migrate them away. We
5020                  * need to reference count the memcg because of that.
5021                  */
5022                 mem_cgroup_get(memcg);
5023         } else
5024                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
5025 out:
5026         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
5027         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5028 #endif
5029         return ret;
5030 }
5031
5032 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5033 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5034 {
5035         int ret = 0;
5036         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5037         if (!parent)
5038                 goto out;
5039
5040         memcg->kmem_account_flags = parent->kmem_account_flags;
5041         /*
5042          * When that happen, we need to disable the static branch only on those
5043          * memcgs that enabled it. To achieve this, we would be forced to
5044          * complicate the code by keeping track of which memcgs were the ones
5045          * that actually enabled limits, and which ones got it from its
5046          * parents.
5047          *
5048          * It is a lot simpler just to do static_key_slow_inc() on every child
5049          * that is accounted.
5050          */
5051         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5052                 goto out;
5053
5054         /*
5055          * destroy(), called if we fail, will issue static_key_slow_inc() and
5056          * mem_cgroup_put() if kmem is enabled. We have to either call them
5057          * unconditionally, or clear the KMEM_ACTIVE flag. I personally find
5058          * this more consistent, since it always leads to the same destroy path
5059          */
5060         mem_cgroup_get(memcg);
5061         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5062
5063         mutex_lock(&set_limit_mutex);
5064         ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
5065         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
5066 out:
5067         return ret;
5068 }
5069 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
5070
5071 /*
5072  * The user of this function is...
5073  * RES_LIMIT.
5074  */
5075 static int mem_cgroup_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5076                             const char *buffer)
5077 {
5078         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5079         enum res_type type;
5080         int name;
5081         unsigned long long val;
5082         int ret;
5083
5084         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5085         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5086
5087         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
5088                 return -EOPNOTSUPP;
5089
5090         switch (name) {
5091         case RES_LIMIT:
5092                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
5093                         ret = -EINVAL;
5094                         break;
5095                 }
5096                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
5097                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5098                 if (ret)
5099                         break;
5100                 if (type == _MEM)
5101                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
5102                 else if (type == _MEMSWAP)
5103                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
5104                 else if (type == _KMEM)
5105                         ret = memcg_update_kmem_limit(cont, val);
5106                 else
5107                         return -EINVAL;
5108                 break;
5109         case RES_SOFT_LIMIT:
5110                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5111                 if (ret)
5112                         break;
5113                 /*
5114                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
5115                  * of semantics, for now, we support soft limits for
5116                  * control without swap
5117                  */
5118                 if (type == _MEM)
5119                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
5120                 else
5121                         ret = -EINVAL;
5122                 break;
5123         default:
5124                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
5125                 break;
5126         }
5127         return ret;
5128 }
5129
5130 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
5131                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
5132 {
5133         struct cgroup *cgroup;
5134         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
5135
5136         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5137         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5138         cgroup = memcg->css.cgroup;
5139         if (!memcg->use_hierarchy)
5140                 goto out;
5141
5142         while (cgroup->parent) {
5143                 cgroup = cgroup->parent;
5144                 memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
5145                 if (!memcg->use_hierarchy)
5146                         break;
5147                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5148                 min_limit = min(min_limit, tmp);
5149                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5150                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
5151         }
5152 out:
5153         *mem_limit = min_limit;
5154         *memsw_limit = min_memsw_limit;
5155 }
5156
5157 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup *cont, unsigned int event)
5158 {
5159         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5160         int name;
5161         enum res_type type;
5162
5163         type = MEMFILE_TYPE(event);
5164         name = MEMFILE_ATTR(event);
5165
5166         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
5167                 return -EOPNOTSUPP;
5168
5169         switch (name) {
5170         case RES_MAX_USAGE:
5171                 if (type == _MEM)
5172                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
5173                 else if (type == _MEMSWAP)
5174                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
5175                 else if (type == _KMEM)
5176                         res_counter_reset_max(&memcg->kmem);
5177                 else
5178                         return -EINVAL;
5179                 break;
5180         case RES_FAILCNT:
5181                 if (type == _MEM)
5182                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
5183                 else if (type == _MEMSWAP)
5184                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
5185                 else if (type == _KMEM)
5186                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->kmem);
5187                 else
5188                         return -EINVAL;
5189                 break;
5190         }
5191
5192         return 0;
5193 }
5194
5195 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup *cgrp,
5196                                         struct cftype *cft)
5197 {
5198         return mem_cgroup_from_cont(cgrp)->move_charge_at_immigrate;
5199 }
5200
5201 #ifdef CONFIG_MMU
5202 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
5203                                         struct cftype *cft, u64 val)
5204 {
5205         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5206
5207         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
5208                 return -EINVAL;
5209
5210         /*
5211          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
5212          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
5213          * on with stale data. This means that changes to this value will only
5214          * affect task migrations starting after the change.
5215          */
5216         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
5217         return 0;
5218 }
5219 #else
5220 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
5221                                         struct cftype *cft, u64 val)
5222 {
5223         return -ENOSYS;
5224 }
5225 #endif
5226
5227 #ifdef CONFIG_NUMA
5228 static int memcg_numa_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5229                                       struct seq_file *m)
5230 {
5231         int nid;
5232         unsigned long total_nr, file_nr, anon_nr, unevictable_nr;
5233         unsigned long node_nr;
5234         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5235
5236         total_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL);
5237         seq_printf(m, "total=%lu", total_nr);
5238         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5239                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL);
5240                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5241         }
5242         seq_putc(m, '\n');
5243
5244         file_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_FILE);
5245         seq_printf(m, "file=%lu", file_nr);
5246         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5247                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5248                                 LRU_ALL_FILE);
5249                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5250         }
5251         seq_putc(m, '\n');
5252
5253         anon_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_ANON);
5254         seq_printf(m, "anon=%lu", anon_nr);
5255         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5256                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5257                                 LRU_ALL_ANON);
5258                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5259         }
5260         seq_putc(m, '\n');
5261
5262         unevictable_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
5263         seq_printf(m, "unevictable=%lu", unevictable_nr);
5264         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5265                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5266                                 BIT(LRU_UNEVICTABLE));
5267                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5268         }
5269         seq_putc(m, '\n');
5270         return 0;
5271 }
5272 #endif /* CONFIG_NUMA */
5273
5274 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
5275 {
5276         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
5277 }
5278
5279 static int memcg_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5280                                  struct seq_file *m)
5281 {
5282         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5283         struct mem_cgroup *mi;
5284         unsigned int i;
5285
5286         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5287                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5288                         continue;
5289                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
5290                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
5291         }
5292
5293         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
5294                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
5295                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
5296
5297         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
5298                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
5299                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
5300
5301         /* Hierarchical information */
5302         {
5303                 unsigned long long limit, memsw_limit;
5304                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
5305                 seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n", limit);
5306                 if (do_swap_account)
5307                         seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
5308                                    memsw_limit);
5309         }
5310
5311         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5312                 long long val = 0;
5313
5314                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5315                         continue;
5316                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5317                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
5318                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
5319         }
5320
5321         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
5322                 unsigned long long val = 0;
5323
5324                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5325                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
5326                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
5327                            mem_cgroup_events_names[i], val);
5328         }
5329
5330         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
5331                 unsigned long long val = 0;
5332
5333                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5334                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
5335                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
5336         }
5337
5338 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5339         {
5340                 int nid, zid;
5341                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5342                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
5343                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
5344                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
5345
5346                 for_each_online_node(nid)
5347                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
5348                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
5349                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
5350
5351                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
5352                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
5353                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
5354                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
5355                         }
5356                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
5357                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
5358                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
5359                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
5360         }
5361 #endif
5362
5363         return 0;
5364 }
5365
5366 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
5367 {
5368         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5369
5370         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
5371 }
5372
5373 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
5374                                        u64 val)
5375 {
5376         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5377         struct mem_cgroup *parent;
5378
5379         if (val > 100)
5380                 return -EINVAL;
5381
5382         if (cgrp->parent == NULL)
5383                 return -EINVAL;
5384
5385         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
5386
5387         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5388
5389         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
5390         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5391                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5392                 return -EINVAL;
5393         }
5394
5395         memcg->swappiness = val;
5396
5397         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5398
5399         return 0;
5400 }
5401
5402 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5403 {
5404         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
5405         u64 usage;
5406         int i;
5407
5408         rcu_read_lock();
5409         if (!swap)
5410                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
5411         else
5412                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
5413
5414         if (!t)
5415                 goto unlock;
5416
5417         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
5418
5419         /*
5420          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
5421          * If it's not true, a threshold was crossed after last
5422          * call of __mem_cgroup_threshold().
5423          */
5424         i = t->current_threshold;
5425
5426         /*
5427          * Iterate backward over array of thresholds starting from
5428          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
5429          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
5430          * only one element of the array here.
5431          */
5432         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
5433                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5434
5435         /* i = current_threshold + 1 */
5436         i++;
5437
5438         /*
5439          * Iterate forward over array of thresholds starting from
5440          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
5441          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
5442          * only one element of the array here.
5443          */
5444         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
5445                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5446
5447         /* Update current_threshold */
5448         t->current_threshold = i - 1;
5449 unlock:
5450         rcu_read_unlock();
5451 }
5452
5453 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
5454 {
5455         while (memcg) {
5456                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
5457                 if (do_swap_account)
5458                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
5459
5460                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5461         }
5462 }
5463
5464 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
5465 {
5466         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
5467         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
5468
5469         return _a->threshold - _b->threshold;
5470 }
5471
5472 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
5473 {
5474         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
5475
5476         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
5477                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
5478         return 0;
5479 }
5480
5481 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
5482 {
5483         struct mem_cgroup *iter;
5484
5485         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5486                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
5487 }
5488
5489 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup *cgrp,
5490         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5491 {
5492         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5493         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5494         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5495         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5496         u64 threshold, usage;
5497         int i, size, ret;
5498
5499         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
5500         if (ret)
5501                 return ret;
5502
5503         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5504
5505         if (type == _MEM)
5506                 thresholds = &memcg->thresholds;
5507         else if (type == _MEMSWAP)
5508                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5509         else
5510                 BUG();
5511
5512         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5513
5514         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
5515         if (thresholds->primary)
5516                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5517
5518         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
5519
5520         /* Allocate memory for new array of thresholds */
5521         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5522                         GFP_KERNEL);
5523         if (!new) {
5524                 ret = -ENOMEM;
5525                 goto unlock;
5526         }
5527         new->size = size;
5528
5529         /* Copy thresholds (if any) to new array */
5530         if (thresholds->primary) {
5531                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
5532                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
5533         }
5534
5535         /* Add new threshold */
5536         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
5537         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
5538
5539         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
5540         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5541                         compare_thresholds, NULL);
5542
5543         /* Find current threshold */
5544         new->current_threshold = -1;
5545         for (i = 0; i < size; i++) {
5546                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
5547                         /*
5548                          * new->current_threshold will not be used until
5549                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5550                          * it here.
5551                          */
5552                         ++new->current_threshold;
5553                 } else
5554                         break;
5555         }
5556
5557         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
5558         kfree(thresholds->spare);
5559         thresholds->spare = thresholds->primary;
5560
5561         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5562
5563         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5564         synchronize_rcu();
5565
5566 unlock:
5567         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5568
5569         return ret;
5570 }
5571
5572 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
5573         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5574 {
5575         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5576         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5577         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5578         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5579         u64 usage;
5580         int i, j, size;
5581
5582         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5583         if (type == _MEM)
5584                 thresholds = &memcg->thresholds;
5585         else if (type == _MEMSWAP)
5586                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5587         else
5588                 BUG();
5589
5590         if (!thresholds->primary)
5591                 goto unlock;
5592
5593         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5594
5595         /* Check if a threshold crossed before removing */
5596         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5597
5598         /* Calculate new number of threshold */
5599         size = 0;
5600         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5601                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
5602                         size++;
5603         }
5604
5605         new = thresholds->spare;
5606
5607         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
5608         if (!size) {
5609                 kfree(new);
5610                 new = NULL;
5611                 goto swap_buffers;
5612         }
5613
5614         new->size = size;
5615
5616         /* Copy thresholds and find current threshold */
5617         new->current_threshold = -1;
5618         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5619                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
5620                         continue;
5621
5622                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
5623                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
5624                         /*
5625                          * new->current_threshold will not be used
5626                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5627                          * it here.
5628                          */
5629                         ++new->current_threshold;
5630                 }
5631                 j++;
5632         }
5633
5634 swap_buffers:
5635         /* Swap primary and spare array */
5636         thresholds->spare = thresholds->primary;
5637         /* If all events are unregistered, free the spare array */
5638         if (!new) {
5639                 kfree(thresholds->spare);
5640                 thresholds->spare = NULL;
5641         }
5642
5643         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5644
5645         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5646         synchronize_rcu();
5647 unlock:
5648         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5649 }
5650
5651 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup *cgrp,
5652         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5653 {
5654         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5655         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
5656         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5657
5658         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5659         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5660         if (!event)
5661                 return -ENOMEM;
5662
5663         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5664
5665         event->eventfd = eventfd;
5666         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
5667
5668         /* already in OOM ? */
5669         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5670                 eventfd_signal(eventfd, 1);
5671         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5672
5673         return 0;
5674 }
5675
5676 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
5677         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5678 {
5679         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5680         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
5681         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5682
5683         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5684
5685         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5686
5687         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
5688                 if (ev->eventfd == eventfd) {
5689                         list_del(&ev->list);
5690                         kfree(ev);
5691                 }
5692         }
5693
5694         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5695 }
5696
5697 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup *cgrp,
5698         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
5699 {
5700         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5701
5702         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", memcg->oom_kill_disable);
5703
5704         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5705                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
5706         else
5707                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
5708         return 0;
5709 }
5710
5711 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup *cgrp,
5712         struct cftype *cft, u64 val)
5713 {
5714         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5715         struct mem_cgroup *parent;
5716
5717         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
5718         if (!cgrp->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
5719                 return -EINVAL;
5720
5721         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
5722
5723         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5724         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
5725         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5726                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5727                 return -EINVAL;
5728         }
5729         memcg->oom_kill_disable = val;
5730         if (!val)
5731                 memcg_oom_recover(memcg);
5732         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5733         return 0;
5734 }
5735
5736 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5737 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5738 {
5739         int ret;
5740
5741         memcg->kmemcg_id = -1;
5742         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
5743         if (ret)
5744                 return ret;
5745
5746         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
5747 };
5748
5749 static void kmem_cgroup_destroy(struct mem_cgroup *memcg)
5750 {
5751         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
5752
5753         memcg_kmem_mark_dead(memcg);
5754
5755         if (res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0)
5756                 return;
5757
5758         /*
5759          * Charges already down to 0, undo mem_cgroup_get() done in the charge
5760          * path here, being careful not to race with memcg_uncharge_kmem: it is
5761          * possible that the charges went down to 0 between mark_dead and the
5762          * res_counter read, so in that case, we don't need the put
5763          */
5764         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
5765                 mem_cgroup_put(memcg);
5766 }
5767 #else
5768 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5769 {
5770         return 0;
5771 }
5772
5773 static void kmem_cgroup_destroy(struct mem_cgroup *memcg)
5774 {
5775 }
5776 #endif
5777
5778 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
5779         {
5780                 .name = "usage_in_bytes",
5781                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
5782                 .read = mem_cgroup_read,
5783                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
5784                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
5785         },
5786         {
5787                 .name = "max_usage_in_bytes",
5788                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
5789                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5790                 .read = mem_cgroup_read,
5791         },
5792         {
5793                 .name = "limit_in_bytes",
5794                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
5795                 .write_string = mem_cgroup_write,
5796                 .read = mem_cgroup_read,
5797         },
5798         {
5799                 .name = "soft_limit_in_bytes",
5800                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
5801                 .write_string = mem_cgroup_write,
5802                 .read = mem_cgroup_read,
5803         },
5804         {
5805                 .name = "failcnt",
5806                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
5807                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5808                 .read = mem_cgroup_read,
5809         },
5810         {
5811                 .name = "stat",
5812                 .read_seq_string = memcg_stat_show,
5813         },
5814         {
5815                 .name = "force_empty",
5816                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
5817         },
5818         {
5819                 .name = "use_hierarchy",
5820                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
5821                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
5822         },
5823         {
5824                 .name = "swappiness",
5825                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
5826                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
5827         },
5828         {
5829                 .name = "move_charge_at_immigrate",
5830                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
5831                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
5832         },
5833         {
5834                 .name = "oom_control",
5835                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
5836                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
5837                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
5838                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
5839                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
5840         },
5841 #ifdef CONFIG_NUMA
5842         {
5843                 .name = "numa_stat",
5844                 .read_seq_string = memcg_numa_stat_show,
5845         },
5846 #endif
5847 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5848         {
5849                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
5850                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
5851                 .write_string = mem_cgroup_write,
5852                 .read = mem_cgroup_read,
5853         },
5854         {
5855                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
5856                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
5857                 .read = mem_cgroup_read,
5858         },
5859         {
5860                 .name = "kmem.failcnt",
5861                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
5862                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5863                 .read = mem_cgroup_read,
5864         },
5865         {
5866                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
5867                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
5868                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5869                 .read = mem_cgroup_read,
5870         },
5871 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5872         {
5873                 .name = "kmem.slabinfo",
5874                 .read_seq_string = mem_cgroup_slabinfo_read,
5875         },
5876 #endif
5877 #endif
5878         { },    /* terminate */
5879 };
5880
5881 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5882 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
5883         {
5884                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
5885                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
5886                 .read = mem_cgroup_read,
5887                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
5888                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
5889         },
5890         {
5891                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
5892                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
5893                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5894                 .read = mem_cgroup_read,
5895         },
5896         {
5897                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
5898                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
5899                 .write_string = mem_cgroup_write,
5900                 .read = mem_cgroup_read,
5901         },
5902         {
5903                 .name = "memsw.failcnt",
5904                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
5905                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5906                 .read = mem_cgroup_read,
5907         },
5908         { },    /* terminate */
5909 };
5910 #endif
5911 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5912 {
5913         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5914         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5915         int zone, tmp = node;
5916         /*
5917          * This routine is called against possible nodes.
5918          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
5919          *
5920          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
5921          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
5922          *       function.
5923          */
5924         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5925                 tmp = -1;
5926         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
5927         if (!pn)
5928                 return 1;
5929
5930         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
5931                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
5932                 lruvec_init(&mz->lruvec);
5933                 mz->usage_in_excess = 0;
5934                 mz->on_tree = false;
5935                 mz->memcg = memcg;
5936         }
5937         memcg->info.nodeinfo[node] = pn;
5938         return 0;
5939 }
5940
5941 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5942 {
5943         kfree(memcg->info.nodeinfo[node]);
5944 }
5945
5946 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
5947 {
5948         struct mem_cgroup *memcg;
5949         size_t size = memcg_size();
5950
5951         /* Can be very big if nr_node_ids is very big */
5952         if (size < PAGE_SIZE)
5953                 memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
5954         else
5955                 memcg = vzalloc(size);
5956
5957         if (!memcg)
5958                 return NULL;
5959
5960         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
5961         if (!memcg->stat)
5962                 goto out_free;
5963         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
5964         return memcg;
5965
5966 out_free:
5967         if (size < PAGE_SIZE)
5968                 kfree(memcg);
5969         else
5970                 vfree(memcg);
5971         return NULL;
5972 }
5973
5974 /*
5975  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
5976  * (scanning all at force_empty is too costly...)
5977  *
5978  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
5979  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
5980  * it goes down to 0.
5981  *
5982  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
5983  */
5984
5985 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5986 {
5987         int node;
5988         size_t size = memcg_size();
5989
5990         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
5991         free_css_id(&mem_cgroup_subsys, &memcg->css);
5992
5993         for_each_node(node)
5994                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
5995
5996         free_percpu(memcg->stat);
5997
5998         /*
5999          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
6000          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
6001          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
6002          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
6003          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
6004          *
6005          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
6006          * to move this code around, and make sure it is outside
6007          * the cgroup_lock.
6008          */
6009         disarm_static_keys(memcg);
6010         if (size < PAGE_SIZE)
6011                 kfree(memcg);
6012         else
6013                 vfree(memcg);
6014 }
6015
6016
6017 /*
6018  * Helpers for freeing a kmalloc()ed/vzalloc()ed mem_cgroup by RCU,
6019  * but in process context.  The work_freeing structure is overlaid
6020  * on the rcu_freeing structure, which itself is overlaid on memsw.
6021  */
6022 static void free_work(struct work_struct *work)
6023 {
6024         struct mem_cgroup *memcg;
6025
6026         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, work_freeing);
6027         __mem_cgroup_free(memcg);
6028 }
6029
6030 static void free_rcu(struct rcu_head *rcu_head)
6031 {
6032         struct mem_cgroup *memcg;
6033
6034         memcg = container_of(rcu_head, struct mem_cgroup, rcu_freeing);
6035         INIT_WORK(&memcg->work_freeing, free_work);
6036         schedule_work(&memcg->work_freeing);
6037 }
6038
6039 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg)
6040 {
6041         atomic_inc(&memcg->refcnt);
6042 }
6043
6044 static void __mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg, int count)
6045 {
6046         if (atomic_sub_and_test(count, &memcg->refcnt)) {
6047                 struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
6048                 call_rcu(&memcg->rcu_freeing, free_rcu);
6049                 if (parent)
6050                         mem_cgroup_put(parent);
6051         }
6052 }
6053
6054 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg)
6055 {
6056         __mem_cgroup_put(memcg, 1);
6057 }
6058
6059 /*
6060  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
6061  */
6062 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
6063 {
6064         if (!memcg->res.parent)
6065                 return NULL;
6066         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
6067 }
6068 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
6069
6070 static void __init mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
6071 {
6072         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
6073         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
6074         int tmp, node, zone;
6075
6076         for_each_node(node) {
6077                 tmp = node;
6078                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6079                         tmp = -1;
6080                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
6081                 BUG_ON(!rtpn);
6082
6083                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
6084
6085                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6086                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
6087                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
6088                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
6089                 }
6090         }
6091 }
6092
6093 static struct cgroup_subsys_state * __ref
6094 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup *cont)
6095 {
6096         struct mem_cgroup *memcg;
6097         long error = -ENOMEM;
6098         int node;
6099
6100         memcg = mem_cgroup_alloc();
6101         if (!memcg)
6102                 return ERR_PTR(error);
6103
6104         for_each_node(node)
6105                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
6106                         goto free_out;
6107
6108         /* root ? */
6109         if (cont->parent == NULL) {
6110                 root_mem_cgroup = memcg;
6111                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6112                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6113                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6114         }
6115
6116         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
6117         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
6118         atomic_set(&memcg->refcnt, 1);
6119         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
6120         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
6121         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
6122
6123         return &memcg->css;
6124
6125 free_out:
6126         __mem_cgroup_free(memcg);
6127         return ERR_PTR(error);
6128 }
6129
6130 static int
6131 mem_cgroup_css_online(struct cgroup *cont)
6132 {
6133         struct mem_cgroup *memcg, *parent;
6134         int error = 0;
6135
6136         if (!cont->parent)
6137                 return 0;
6138
6139         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
6140         memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
6141         parent = mem_cgroup_from_cont(cont->parent);
6142
6143         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
6144         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
6145         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
6146
6147         if (parent->use_hierarchy) {
6148                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
6149                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
6150                 res_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
6151
6152                 /*
6153                  * We increment refcnt of the parent to ensure that we can
6154                  * safely access it on res_counter_charge/uncharge.
6155                  * This refcnt will be decremented when freeing this
6156                  * mem_cgroup(see mem_cgroup_put).
6157                  */
6158                 mem_cgroup_get(parent);
6159         } else {
6160                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6161                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6162                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6163                 /*
6164                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
6165                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
6166                  * unfortunate state in our controller.
6167                  */
6168                 if (parent != root_mem_cgroup)
6169                         mem_cgroup_subsys.broken_hierarchy = true;
6170         }
6171
6172         error = memcg_init_kmem(memcg, &mem_cgroup_subsys);
6173         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
6174         if (error) {
6175                 /*
6176                  * We call put now because our (and parent's) refcnts
6177                  * are already in place. mem_cgroup_put() will internally
6178                  * call __mem_cgroup_free, so return directly
6179                  */
6180                 mem_cgroup_put(memcg);
6181                 if (parent->use_hierarchy)
6182                         mem_cgroup_put(parent);
6183         }
6184         return error;
6185 }
6186
6187 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup *cont)
6188 {
6189         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
6190
6191         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
6192         mem_cgroup_destroy_all_caches(memcg);
6193 }
6194
6195 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup *cont)
6196 {
6197         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
6198
6199         kmem_cgroup_destroy(memcg);
6200
6201         mem_cgroup_put(memcg);
6202 }
6203
6204 #ifdef CONFIG_MMU
6205 /* Handlers for move charge at task migration. */
6206 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
6207 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
6208 {
6209         int ret = 0;
6210         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6211         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
6212
6213         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6214                 mc.precharge += count;
6215                 /* we don't need css_get for root */
6216                 return ret;
6217         }
6218         /* try to charge at once */
6219         if (count > 1) {
6220                 struct res_counter *dummy;
6221                 /*
6222                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
6223                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
6224                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
6225                  * css_get().
6226                  */
6227                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
6228                         goto one_by_one;
6229                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
6230                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
6231                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
6232                         goto one_by_one;
6233                 }
6234                 mc.precharge += count;
6235                 return ret;
6236         }
6237 one_by_one:
6238         /* fall back to one by one charge */
6239         while (count--) {
6240                 if (signal_pending(current)) {
6241                         ret = -EINTR;
6242                         break;
6243                 }
6244                 if (!batch_count--) {
6245                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6246                         cond_resched();
6247                 }
6248                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
6249                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
6250                 if (ret)
6251                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
6252                         return ret;
6253                 mc.precharge++;
6254         }
6255         return ret;
6256 }
6257
6258 /**
6259  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
6260  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
6261  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
6262  * @ptent: the pte to be checked
6263  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
6264  *
6265  * Returns
6266  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
6267  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
6268  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
6269  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
6270  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
6271  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
6272  *     in target->ent.
6273  *
6274  * Called with pte lock held.
6275  */
6276 union mc_target {
6277         struct page     *page;
6278         swp_entry_t     ent;
6279 };
6280
6281 enum mc_target_type {
6282         MC_TARGET_NONE = 0,
6283         MC_TARGET_PAGE,
6284         MC_TARGET_SWAP,
6285 };
6286
6287 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
6288                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
6289 {
6290         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
6291
6292         if (!page || !page_mapped(page))
6293                 return NULL;
6294         if (PageAnon(page)) {
6295                 /* we don't move shared anon */
6296                 if (!move_anon())
6297                         return NULL;
6298         } else if (!move_file())
6299                 /* we ignore mapcount for file pages */
6300                 return NULL;
6301         if (!get_page_unless_zero(page))
6302                 return NULL;
6303
6304         return page;
6305 }
6306
6307 #ifdef CONFIG_SWAP
6308 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6309                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6310 {
6311         struct page *page = NULL;
6312         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
6313
6314         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
6315                 return NULL;
6316         /*
6317          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
6318          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
6319          */
6320         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
6321         if (do_swap_account)
6322                 entry->val = ent.val;
6323
6324         return page;
6325 }
6326 #else
6327 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6328                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6329 {
6330         return NULL;
6331 }
6332 #endif
6333
6334 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
6335                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6336 {
6337         struct page *page = NULL;
6338         struct address_space *mapping;
6339         pgoff_t pgoff;
6340
6341         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
6342                 return NULL;
6343         if (!move_file())
6344                 return NULL;
6345
6346         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
6347         if (pte_none(ptent))
6348                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
6349         else /* pte_file(ptent) is true */
6350                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
6351
6352         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
6353         page = find_get_page(mapping, pgoff);
6354
6355 #ifdef CONFIG_SWAP
6356         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
6357         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
6358                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
6359                 if (do_swap_account)
6360                         *entry = swap;
6361                 page = find_get_page(swap_address_space(swap), swap.val);
6362         }
6363 #endif
6364         return page;
6365 }
6366
6367 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
6368                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
6369 {
6370         struct page *page = NULL;
6371         struct page_cgroup *pc;
6372         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6373         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
6374
6375         if (pte_present(ptent))
6376                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
6377         else if (is_swap_pte(ptent))
6378                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6379         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
6380                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6381
6382         if (!page && !ent.val)
6383                 return ret;
6384         if (page) {
6385                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6386                 /*
6387                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
6388                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
6389                  * the lock.
6390                  */
6391                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6392                         ret = MC_TARGET_PAGE;
6393                         if (target)
6394                                 target->page = page;
6395                 }
6396                 if (!ret || !target)
6397                         put_page(page);
6398         }
6399         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
6400         if (ent.val && !ret &&
6401                         css_id(&mc.from->css) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
6402                 ret = MC_TARGET_SWAP;
6403                 if (target)
6404                         target->ent = ent;
6405         }
6406         return ret;
6407 }
6408
6409 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
6410 /*
6411  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
6412  * support them for now.
6413  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
6414  */
6415 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6416                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6417 {
6418         struct page *page = NULL;
6419         struct page_cgroup *pc;
6420         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6421
6422         page = pmd_page(pmd);
6423         VM_BUG_ON(!page || !PageHead(page));
6424         if (!move_anon())
6425                 return ret;
6426         pc = lookup_page_cgroup(page);
6427         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6428                 ret = MC_TARGET_PAGE;
6429                 if (target) {
6430                         get_page(page);
6431                         target->page = page;
6432                 }
6433         }
6434         return ret;
6435 }
6436 #else
6437 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6438                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6439 {
6440         return MC_TARGET_NONE;
6441 }
6442 #endif
6443
6444 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
6445                                         unsigned long addr, unsigned long end,
6446                                         struct mm_walk *walk)
6447 {
6448         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6449         pte_t *pte;
6450         spinlock_t *ptl;
6451
6452         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
6453                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
6454                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
6455                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6456                 return 0;
6457         }
6458
6459         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6460                 return 0;
6461         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6462         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
6463                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
6464                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
6465         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6466         cond_resched();
6467
6468         return 0;
6469 }
6470
6471 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
6472 {
6473         unsigned long precharge;
6474         struct vm_area_struct *vma;
6475
6476         down_read(&mm->mmap_sem);
6477         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6478                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
6479                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
6480                         .mm = mm,
6481                         .private = vma,
6482                 };
6483                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6484                         continue;
6485                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6486                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
6487         }
6488         up_read(&mm->mmap_sem);
6489
6490         precharge = mc.precharge;
6491         mc.precharge = 0;
6492
6493         return precharge;
6494 }
6495
6496 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
6497 {
6498         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
6499
6500         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
6501         mc.moving_task = current;
6502         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
6503 }
6504
6505 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
6506 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
6507 {
6508         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6509         struct mem_cgroup *to = mc.to;
6510
6511         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
6512         if (mc.precharge) {
6513                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
6514                 mc.precharge = 0;
6515         }
6516         /*
6517          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
6518          * we must uncharge here.
6519          */
6520         if (mc.moved_charge) {
6521                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
6522                 mc.moved_charge = 0;
6523         }
6524         /* we must fixup refcnts and charges */
6525         if (mc.moved_swap) {
6526                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
6527                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
6528                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
6529                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6530                 __mem_cgroup_put(mc.from, mc.moved_swap);
6531
6532                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
6533                         /*
6534                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
6535                          * uncharge to->res.
6536                          */
6537                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
6538                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6539                 }
6540                 /* we've already done mem_cgroup_get(mc.to) */
6541                 mc.moved_swap = 0;
6542         }
6543         memcg_oom_recover(from);
6544         memcg_oom_recover(to);
6545         wake_up_all(&mc.waitq);
6546 }
6547
6548 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
6549 {
6550         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6551
6552         /*
6553          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
6554          * task migration.
6555          */
6556         mc.moving_task = NULL;
6557         __mem_cgroup_clear_mc();
6558         spin_lock(&mc.lock);
6559         mc.from = NULL;
6560         mc.to = NULL;
6561         spin_unlock(&mc.lock);
6562         mem_cgroup_end_move(from);
6563 }
6564
6565 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
6566                                  struct cgroup_taskset *tset)
6567 {
6568         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6569         int ret = 0;
6570         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
6571         unsigned long move_charge_at_immigrate;
6572
6573         /*
6574          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
6575          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
6576          * So we need to save it, and keep it going.
6577          */
6578         move_charge_at_immigrate  = memcg->move_charge_at_immigrate;
6579         if (move_charge_at_immigrate) {
6580                 struct mm_struct *mm;
6581                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
6582
6583                 VM_BUG_ON(from == memcg);
6584
6585                 mm = get_task_mm(p);
6586                 if (!mm)
6587                         return 0;
6588                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
6589                 if (mm->owner == p) {
6590                         VM_BUG_ON(mc.from);
6591                         VM_BUG_ON(mc.to);
6592                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
6593                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
6594                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
6595                         mem_cgroup_start_move(from);
6596                         spin_lock(&mc.lock);
6597                         mc.from = from;
6598                         mc.to = memcg;
6599                         mc.immigrate_flags = move_charge_at_immigrate;
6600                         spin_unlock(&mc.lock);
6601                         /* We set mc.moving_task later */
6602
6603                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6604                         if (ret)
6605                                 mem_cgroup_clear_mc();
6606                 }
6607                 mmput(mm);
6608         }
6609         return ret;
6610 }
6611
6612 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
6613                                      struct cgroup_taskset *tset)
6614 {
6615         mem_cgroup_clear_mc();
6616 }
6617
6618 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6619                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6620                                 struct mm_walk *walk)
6621 {
6622         int ret = 0;
6623         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6624         pte_t *pte;
6625         spinlock_t *ptl;
6626         enum mc_target_type target_type;
6627         union mc_target target;
6628         struct page *page;
6629         struct page_cgroup *pc;
6630
6631         /*
6632          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
6633          * happens because:
6634          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
6635          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
6636          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
6637          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
6638          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
6639          *    part of thp split is not executed yet.
6640          */
6641         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
6642                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6643                         spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6644                         return 0;
6645                 }
6646                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6647                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6648                         page = target.page;
6649                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6650                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6651                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
6652                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
6653                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6654                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6655                                 }
6656                                 putback_lru_page(page);
6657                         }
6658                         put_page(page);
6659                 }
6660                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6661                 return 0;
6662         }
6663
6664         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6665                 return 0;
6666 retry:
6667         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6668         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6669                 pte_t ptent = *(pte++);
6670                 swp_entry_t ent;
6671
6672                 if (!mc.precharge)
6673                         break;
6674
6675                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6676                 case MC_TARGET_PAGE:
6677                         page = target.page;
6678                         if (isolate_lru_page(page))
6679                                 goto put;
6680                         pc = lookup_page_cgroup(page);
6681                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
6682                                                      mc.from, mc.to)) {
6683                                 mc.precharge--;
6684                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6685                                 mc.moved_charge++;
6686                         }
6687                         putback_lru_page(page);
6688 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6689                         put_page(page);
6690                         break;
6691                 case MC_TARGET_SWAP:
6692                         ent = target.ent;
6693                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6694                                 mc.precharge--;
6695                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
6696                                 mc.moved_swap++;
6697                         }
6698                         break;
6699                 default:
6700                         break;
6701                 }
6702         }
6703         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6704         cond_resched();
6705
6706         if (addr != end) {
6707                 /*
6708                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6709                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6710                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6711                  * phase.
6712                  */
6713                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6714                 if (!ret)
6715                         goto retry;
6716         }
6717
6718         return ret;
6719 }
6720
6721 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
6722 {
6723         struct vm_area_struct *vma;
6724
6725         lru_add_drain_all();
6726 retry:
6727         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
6728                 /*
6729                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
6730                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6731                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6732                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6733                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6734                  */
6735                 __mem_cgroup_clear_mc();
6736                 cond_resched();
6737                 goto retry;
6738         }
6739         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6740                 int ret;
6741                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
6742                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6743                         .mm = mm,
6744                         .private = vma,
6745                 };
6746                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6747                         continue;
6748                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6749                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
6750                 if (ret)
6751                         /*
6752                          * means we have consumed all precharges and failed in
6753                          * doing additional charge. Just abandon here.
6754                          */
6755                         break;
6756         }
6757         up_read(&mm->mmap_sem);
6758 }
6759
6760 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
6761                                  struct cgroup_taskset *tset)
6762 {
6763         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6764         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
6765
6766         if (mm) {
6767                 if (mc.to)
6768                         mem_cgroup_move_charge(mm);
6769                 mmput(mm);
6770         }
6771         if (mc.to)
6772                 mem_cgroup_clear_mc();
6773 }
6774 #else   /* !CONFIG_MMU */
6775 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
6776                                  struct cgroup_taskset *tset)
6777 {
6778         return 0;
6779 }
6780 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
6781                                      struct cgroup_taskset *tset)
6782 {
6783 }
6784 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
6785                                  struct cgroup_taskset *tset)
6786 {
6787 }
6788 #endif
6789
6790 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
6791         .name = "memory",
6792         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
6793         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6794         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6795         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6796         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6797         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6798         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6799         .attach = mem_cgroup_move_task,
6800         .base_cftypes = mem_cgroup_files,
6801         .early_init = 0,
6802         .use_id = 1,
6803 };
6804
6805 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6806 static int __init enable_swap_account(char *s)
6807 {
6808         /* consider enabled if no parameter or 1 is given */
6809         if (!strcmp(s, "1"))
6810                 really_do_swap_account = 1;
6811         else if (!strcmp(s, "0"))
6812                 really_do_swap_account = 0;
6813         return 1;
6814 }
6815 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
6816
6817 static void __init memsw_file_init(void)
6818 {
6819         WARN_ON(cgroup_add_cftypes(&mem_cgroup_subsys, memsw_cgroup_files));
6820 }
6821
6822 static void __init enable_swap_cgroup(void)
6823 {
6824         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
6825                 do_swap_account = 1;
6826                 memsw_file_init();
6827         }
6828 }
6829
6830 #else
6831 static void __init enable_swap_cgroup(void)
6832 {
6833 }
6834 #endif
6835
6836 /*
6837  * subsys_initcall() for memory controller.
6838  *
6839  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
6840  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
6841  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
6842  * be initialized from here.
6843  */
6844 static int __init mem_cgroup_init(void)
6845 {
6846         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
6847         enable_swap_cgroup();
6848         mem_cgroup_soft_limit_tree_init();
6849         memcg_stock_init();
6850         return 0;
6851 }
6852 subsys_initcall(mem_cgroup_init);