Correct .gbs.conf settings
[platform/adaptation/renesas_rcar/renesas_kernel.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * Kernel Memory Controller
14  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
15  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
16  *
17  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
18  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
19  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
20  * (at your option) any later version.
21  *
22  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
23  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
24  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
25  * GNU General Public License for more details.
26  */
27
28 #include <linux/res_counter.h>
29 #include <linux/memcontrol.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31 #include <linux/mm.h>
32 #include <linux/hugetlb.h>
33 #include <linux/pagemap.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/page-flags.h>
36 #include <linux/backing-dev.h>
37 #include <linux/bit_spinlock.h>
38 #include <linux/rcupdate.h>
39 #include <linux/limits.h>
40 #include <linux/export.h>
41 #include <linux/mutex.h>
42 #include <linux/rbtree.h>
43 #include <linux/slab.h>
44 #include <linux/swap.h>
45 #include <linux/swapops.h>
46 #include <linux/spinlock.h>
47 #include <linux/eventfd.h>
48 #include <linux/poll.h>
49 #include <linux/sort.h>
50 #include <linux/fs.h>
51 #include <linux/seq_file.h>
52 #include <linux/vmpressure.h>
53 #include <linux/mm_inline.h>
54 #include <linux/page_cgroup.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/oom.h>
57 #include <linux/lockdep.h>
58 #include <linux/file.h>
59 #include "internal.h"
60 #include <net/sock.h>
61 #include <net/ip.h>
62 #include <net/tcp_memcontrol.h>
63 #include "slab.h"
64
65 #include <asm/uaccess.h>
66
67 #include <trace/events/vmscan.h>
68
69 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys __read_mostly;
70 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_subsys);
71
72 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
73 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
74
75 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
76 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
77 int do_swap_account __read_mostly;
78
79 /* for remember boot option*/
80 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
81 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
82 #else
83 static int really_do_swap_account __initdata = 0;
84 #endif
85
86 #else
87 #define do_swap_account         0
88 #endif
89
90
91 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
92         "cache",
93         "rss",
94         "rss_huge",
95         "mapped_file",
96         "writeback",
97         "swap",
98 };
99
100 enum mem_cgroup_events_index {
101         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
102         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
103         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
104         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
105         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
106 };
107
108 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
109         "pgpgin",
110         "pgpgout",
111         "pgfault",
112         "pgmajfault",
113 };
114
115 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
116         "inactive_anon",
117         "active_anon",
118         "inactive_file",
119         "active_file",
120         "unevictable",
121 };
122
123 /*
124  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
125  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
126  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
127  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
128  */
129 enum mem_cgroup_events_target {
130         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
131         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
132         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
133         MEM_CGROUP_NTARGETS,
134 };
135 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
136 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
137 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
138
139 struct mem_cgroup_stat_cpu {
140         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
141         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
142         unsigned long nr_page_events;
143         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
144 };
145
146 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
147         /*
148          * last scanned hierarchy member. Valid only if last_dead_count
149          * matches memcg->dead_count of the hierarchy root group.
150          */
151         struct mem_cgroup *last_visited;
152         int last_dead_count;
153
154         /* scan generation, increased every round-trip */
155         unsigned int generation;
156 };
157
158 /*
159  * per-zone information in memory controller.
160  */
161 struct mem_cgroup_per_zone {
162         struct lruvec           lruvec;
163         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
164
165         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
166
167         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
168         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
169                                                 /* the soft limit is exceeded*/
170         bool                    on_tree;
171         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
172                                                 /* use container_of        */
173 };
174
175 struct mem_cgroup_per_node {
176         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
177 };
178
179 /*
180  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
181  * their hierarchy representation
182  */
183
184 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
185         struct rb_root rb_root;
186         spinlock_t lock;
187 };
188
189 struct mem_cgroup_tree_per_node {
190         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
191 };
192
193 struct mem_cgroup_tree {
194         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
195 };
196
197 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
198
199 struct mem_cgroup_threshold {
200         struct eventfd_ctx *eventfd;
201         u64 threshold;
202 };
203
204 /* For threshold */
205 struct mem_cgroup_threshold_ary {
206         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
207         int current_threshold;
208         /* Size of entries[] */
209         unsigned int size;
210         /* Array of thresholds */
211         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
212 };
213
214 struct mem_cgroup_thresholds {
215         /* Primary thresholds array */
216         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
217         /*
218          * Spare threshold array.
219          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
220          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
221          */
222         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
223 };
224
225 /* for OOM */
226 struct mem_cgroup_eventfd_list {
227         struct list_head list;
228         struct eventfd_ctx *eventfd;
229 };
230
231 /*
232  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
233  */
234 struct mem_cgroup_event {
235         /*
236          * memcg which the event belongs to.
237          */
238         struct mem_cgroup *memcg;
239         /*
240          * eventfd to signal userspace about the event.
241          */
242         struct eventfd_ctx *eventfd;
243         /*
244          * Each of these stored in a list by the cgroup.
245          */
246         struct list_head list;
247         /*
248          * register_event() callback will be used to add new userspace
249          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
250          * on eventfd to send notification to userspace.
251          */
252         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
253                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
254         /*
255          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
256          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
257          * if you want provide notification functionality.
258          */
259         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
260                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
261         /*
262          * All fields below needed to unregister event when
263          * userspace closes eventfd.
264          */
265         poll_table pt;
266         wait_queue_head_t *wqh;
267         wait_queue_t wait;
268         struct work_struct remove;
269 };
270
271 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
272 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
273
274 /*
275  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
276  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
277  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
278  * to help the administrator determine what knobs to tune.
279  *
280  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
281  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
282  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
283  * a feature that will be implemented much later in the future.
284  */
285 struct mem_cgroup {
286         struct cgroup_subsys_state css;
287         /*
288          * the counter to account for memory usage
289          */
290         struct res_counter res;
291
292         /* vmpressure notifications */
293         struct vmpressure vmpressure;
294
295         /* css_online() has been completed */
296         int initialized;
297
298         /*
299          * the counter to account for mem+swap usage.
300          */
301         struct res_counter memsw;
302
303         /*
304          * the counter to account for kernel memory usage.
305          */
306         struct res_counter kmem;
307         /*
308          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
309          */
310         bool use_hierarchy;
311         unsigned long kmem_account_flags; /* See KMEM_ACCOUNTED_*, below */
312
313         bool            oom_lock;
314         atomic_t        under_oom;
315         atomic_t        oom_wakeups;
316
317         int     swappiness;
318         /* OOM-Killer disable */
319         int             oom_kill_disable;
320
321         /* set when res.limit == memsw.limit */
322         bool            memsw_is_minimum;
323
324         /* protect arrays of thresholds */
325         struct mutex thresholds_lock;
326
327         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
328         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
329
330         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
331         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
332
333         /* For oom notifier event fd */
334         struct list_head oom_notify;
335
336         /*
337          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
338          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
339          */
340         unsigned long move_charge_at_immigrate;
341         /*
342          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
343          */
344         atomic_t        moving_account;
345         /* taken only while moving_account > 0 */
346         spinlock_t      move_lock;
347         /*
348          * percpu counter.
349          */
350         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
351         /*
352          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
353          * See mem_cgroup_read_stat().
354          */
355         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
356         spinlock_t pcp_counter_lock;
357
358         atomic_t        dead_count;
359 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
360         struct cg_proto tcp_mem;
361 #endif
362 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
363         /* analogous to slab_common's slab_caches list. per-memcg */
364         struct list_head memcg_slab_caches;
365         /* Not a spinlock, we can take a lot of time walking the list */
366         struct mutex slab_caches_mutex;
367         /* Index in the kmem_cache->memcg_params->memcg_caches array */
368         int kmemcg_id;
369 #endif
370
371         int last_scanned_node;
372 #if MAX_NUMNODES > 1
373         nodemask_t      scan_nodes;
374         atomic_t        numainfo_events;
375         atomic_t        numainfo_updating;
376 #endif
377
378         /* List of events which userspace want to receive */
379         struct list_head event_list;
380         spinlock_t event_list_lock;
381
382         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[0];
383         /* WARNING: nodeinfo must be the last member here */
384 };
385
386 /* internal only representation about the status of kmem accounting. */
387 enum {
388         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, /* accounted by this cgroup itself */
389         KMEM_ACCOUNTED_DEAD, /* dead memcg with pending kmem charges */
390 };
391
392 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
393 static inline void memcg_kmem_set_active(struct mem_cgroup *memcg)
394 {
395         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
396 }
397
398 static bool memcg_kmem_is_active(struct mem_cgroup *memcg)
399 {
400         return test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
401 }
402
403 static void memcg_kmem_mark_dead(struct mem_cgroup *memcg)
404 {
405         /*
406          * Our caller must use css_get() first, because memcg_uncharge_kmem()
407          * will call css_put() if it sees the memcg is dead.
408          */
409         smp_wmb();
410         if (test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags))
411                 set_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD, &memcg->kmem_account_flags);
412 }
413
414 static bool memcg_kmem_test_and_clear_dead(struct mem_cgroup *memcg)
415 {
416         return test_and_clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD,
417                                   &memcg->kmem_account_flags);
418 }
419 #endif
420
421 /* Stuffs for move charges at task migration. */
422 /*
423  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" and
424  * "immigrate_flags" are treated as a left-shifted bitmap of these types.
425  */
426 enum move_type {
427         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
428         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
429         NR_MOVE_TYPE,
430 };
431
432 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
433 static struct move_charge_struct {
434         spinlock_t        lock; /* for from, to */
435         struct mem_cgroup *from;
436         struct mem_cgroup *to;
437         unsigned long immigrate_flags;
438         unsigned long precharge;
439         unsigned long moved_charge;
440         unsigned long moved_swap;
441         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
442         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
443 } mc = {
444         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
445         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
446 };
447
448 static bool move_anon(void)
449 {
450         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON, &mc.immigrate_flags);
451 }
452
453 static bool move_file(void)
454 {
455         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE, &mc.immigrate_flags);
456 }
457
458 /*
459  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
460  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
461  */
462 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
463 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
464
465 enum charge_type {
466         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
467         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
468         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
469         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
470         NR_CHARGE_TYPE,
471 };
472
473 /* for encoding cft->private value on file */
474 enum res_type {
475         _MEM,
476         _MEMSWAP,
477         _OOM_TYPE,
478         _KMEM,
479 };
480
481 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
482 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
483 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
484 /* Used for OOM nofiier */
485 #define OOM_CONTROL             (0)
486
487 /*
488  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
489  */
490 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
491 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
492 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
493 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
494
495 /*
496  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
497  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
498  * appearing has to hold it as well.
499  */
500 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
501
502 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
503 {
504         return s ? container_of(s, struct mem_cgroup, css) : NULL;
505 }
506
507 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
508 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
509 {
510         if (!memcg)
511                 memcg = root_mem_cgroup;
512         return &memcg->vmpressure;
513 }
514
515 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
516 {
517         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
518 }
519
520 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
521 {
522         return (memcg == root_mem_cgroup);
523 }
524
525 /*
526  * We restrict the id in the range of [1, 65535], so it can fit into
527  * an unsigned short.
528  */
529 #define MEM_CGROUP_ID_MAX       USHRT_MAX
530
531 static inline unsigned short mem_cgroup_id(struct mem_cgroup *memcg)
532 {
533         /*
534          * The ID of the root cgroup is 0, but memcg treat 0 as an
535          * invalid ID, so we return (cgroup_id + 1).
536          */
537         return memcg->css.cgroup->id + 1;
538 }
539
540 static inline struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
541 {
542         struct cgroup_subsys_state *css;
543
544         css = css_from_id(id - 1, &mem_cgroup_subsys);
545         return mem_cgroup_from_css(css);
546 }
547
548 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
549 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
550
551 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
552 {
553         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
554                 struct mem_cgroup *memcg;
555                 struct cg_proto *cg_proto;
556
557                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
558
559                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
560                  * filled. It won't however, necessarily happen from
561                  * process context. So the test for root memcg given
562                  * the current task's memcg won't help us in this case.
563                  *
564                  * Respecting the original socket's memcg is a better
565                  * decision in this case.
566                  */
567                 if (sk->sk_cgrp) {
568                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
569                         css_get(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
570                         return;
571                 }
572
573                 rcu_read_lock();
574                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
575                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
576                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
577                     memcg_proto_active(cg_proto) && css_tryget(&memcg->css)) {
578                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
579                 }
580                 rcu_read_unlock();
581         }
582 }
583 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
584
585 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
586 {
587         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
588                 struct mem_cgroup *memcg;
589                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
590                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
591                 css_put(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
592         }
593 }
594
595 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
596 {
597         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
598                 return NULL;
599
600         return &memcg->tcp_mem;
601 }
602 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
603
604 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
605 {
606         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem))
607                 return;
608         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
609 }
610 #else
611 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
612 {
613 }
614 #endif
615
616 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
617 /*
618  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params->memcg_caches.
619  * The main reason for not using cgroup id for this:
620  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
621  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
622  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
623  *  200 entry array for that.
624  *
625  * The current size of the caches array is stored in
626  * memcg_limited_groups_array_size.  It will double each time we have to
627  * increase it.
628  */
629 static DEFINE_IDA(kmem_limited_groups);
630 int memcg_limited_groups_array_size;
631
632 /*
633  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
634  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
635  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
636  * tunable, but that is strictly not necessary.
637  *
638  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
639  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
640  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
641  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
642  * increase ours as well if it increases.
643  */
644 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
645 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
646
647 /*
648  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
649  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
650  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
651  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
652  */
653 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
654 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
655
656 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
657 {
658         if (memcg_kmem_is_active(memcg)) {
659                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
660                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg->kmemcg_id);
661         }
662         /*
663          * This check can't live in kmem destruction function,
664          * since the charges will outlive the cgroup
665          */
666         WARN_ON(res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0);
667 }
668 #else
669 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
670 {
671 }
672 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
673
674 static void disarm_static_keys(struct mem_cgroup *memcg)
675 {
676         disarm_sock_keys(memcg);
677         disarm_kmem_keys(memcg);
678 }
679
680 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
681
682 static struct mem_cgroup_per_zone *
683 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
684 {
685         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
686         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
687 }
688
689 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
690 {
691         return &memcg->css;
692 }
693
694 static struct mem_cgroup_per_zone *
695 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
696 {
697         int nid = page_to_nid(page);
698         int zid = page_zonenum(page);
699
700         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
701 }
702
703 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
704 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
705 {
706         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
707 }
708
709 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
710 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
711 {
712         int nid = page_to_nid(page);
713         int zid = page_zonenum(page);
714
715         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
716 }
717
718 static void
719 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
720                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
721                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
722                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
723 {
724         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
725         struct rb_node *parent = NULL;
726         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
727
728         if (mz->on_tree)
729                 return;
730
731         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
732         if (!mz->usage_in_excess)
733                 return;
734         while (*p) {
735                 parent = *p;
736                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
737                                         tree_node);
738                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
739                         p = &(*p)->rb_left;
740                 /*
741                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
742                  * limit by the same amount
743                  */
744                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
745                         p = &(*p)->rb_right;
746         }
747         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
748         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
749         mz->on_tree = true;
750 }
751
752 static void
753 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
754                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
755                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
756 {
757         if (!mz->on_tree)
758                 return;
759         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
760         mz->on_tree = false;
761 }
762
763 static void
764 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
765                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
766                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
767 {
768         spin_lock(&mctz->lock);
769         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
770         spin_unlock(&mctz->lock);
771 }
772
773
774 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
775 {
776         unsigned long long excess;
777         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
778         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
779         int nid = page_to_nid(page);
780         int zid = page_zonenum(page);
781         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
782
783         /*
784          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
785          * because their event counter is not touched.
786          */
787         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
788                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
789                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
790                 /*
791                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
792                  * mem is over its softlimit.
793                  */
794                 if (excess || mz->on_tree) {
795                         spin_lock(&mctz->lock);
796                         /* if on-tree, remove it */
797                         if (mz->on_tree)
798                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
799                         /*
800                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
801                          * If excess is 0, no tree ops.
802                          */
803                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
804                         spin_unlock(&mctz->lock);
805                 }
806         }
807 }
808
809 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
810 {
811         int node, zone;
812         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
813         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
814
815         for_each_node(node) {
816                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
817                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
818                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
819                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
820                 }
821         }
822 }
823
824 static struct mem_cgroup_per_zone *
825 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
826 {
827         struct rb_node *rightmost = NULL;
828         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
829
830 retry:
831         mz = NULL;
832         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
833         if (!rightmost)
834                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
835
836         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
837         /*
838          * Remove the node now but someone else can add it back,
839          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
840          * position in the tree.
841          */
842         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
843         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
844                 !css_tryget(&mz->memcg->css))
845                 goto retry;
846 done:
847         return mz;
848 }
849
850 static struct mem_cgroup_per_zone *
851 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
852 {
853         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
854
855         spin_lock(&mctz->lock);
856         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
857         spin_unlock(&mctz->lock);
858         return mz;
859 }
860
861 /*
862  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
863  *
864  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
865  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
866  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
867  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
868  *
869  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
870  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
871  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
872  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
873  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
874  *
875  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
876  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
877  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
878  * implemented.
879  */
880 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
881                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
882 {
883         long val = 0;
884         int cpu;
885
886         get_online_cpus();
887         for_each_online_cpu(cpu)
888                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
889 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
890         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
891         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
892         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
893 #endif
894         put_online_cpus();
895         return val;
896 }
897
898 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
899                                          bool charge)
900 {
901         int val = (charge) ? 1 : -1;
902         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
903 }
904
905 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
906                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
907 {
908         unsigned long val = 0;
909         int cpu;
910
911         get_online_cpus();
912         for_each_online_cpu(cpu)
913                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
914 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
915         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
916         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
917         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
918 #endif
919         put_online_cpus();
920         return val;
921 }
922
923 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
924                                          struct page *page,
925                                          bool anon, int nr_pages)
926 {
927         preempt_disable();
928
929         /*
930          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
931          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
932          */
933         if (anon)
934                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
935                                 nr_pages);
936         else
937                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
938                                 nr_pages);
939
940         if (PageTransHuge(page))
941                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
942                                 nr_pages);
943
944         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
945         if (nr_pages > 0)
946                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
947         else {
948                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
949                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
950         }
951
952         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
953
954         preempt_enable();
955 }
956
957 unsigned long
958 mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
959 {
960         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
961
962         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
963         return mz->lru_size[lru];
964 }
965
966 static unsigned long
967 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
968                         unsigned int lru_mask)
969 {
970         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
971         enum lru_list lru;
972         unsigned long ret = 0;
973
974         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
975
976         for_each_lru(lru) {
977                 if (BIT(lru) & lru_mask)
978                         ret += mz->lru_size[lru];
979         }
980         return ret;
981 }
982
983 static unsigned long
984 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
985                         int nid, unsigned int lru_mask)
986 {
987         u64 total = 0;
988         int zid;
989
990         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
991                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
992                                                 nid, zid, lru_mask);
993
994         return total;
995 }
996
997 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
998                         unsigned int lru_mask)
999 {
1000         int nid;
1001         u64 total = 0;
1002
1003         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
1004                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
1005         return total;
1006 }
1007
1008 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
1009                                        enum mem_cgroup_events_target target)
1010 {
1011         unsigned long val, next;
1012
1013         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
1014         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
1015         /* from time_after() in jiffies.h */
1016         if ((long)next - (long)val < 0) {
1017                 switch (target) {
1018                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
1019                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
1020                         break;
1021                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
1022                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
1023                         break;
1024                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
1025                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
1026                         break;
1027                 default:
1028                         break;
1029                 }
1030                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
1031                 return true;
1032         }
1033         return false;
1034 }
1035
1036 /*
1037  * Check events in order.
1038  *
1039  */
1040 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
1041 {
1042         preempt_disable();
1043         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
1044         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1045                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
1046                 bool do_softlimit;
1047                 bool do_numainfo __maybe_unused;
1048
1049                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1050                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
1051 #if MAX_NUMNODES > 1
1052                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1053                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
1054 #endif
1055                 preempt_enable();
1056
1057                 mem_cgroup_threshold(memcg);
1058                 if (unlikely(do_softlimit))
1059                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
1060 #if MAX_NUMNODES > 1
1061                 if (unlikely(do_numainfo))
1062                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
1063 #endif
1064         } else
1065                 preempt_enable();
1066 }
1067
1068 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1069 {
1070         /*
1071          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1072          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1073          * So this can be called with p == NULL.
1074          */
1075         if (unlikely(!p))
1076                 return NULL;
1077
1078         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, mem_cgroup_subsys_id));
1079 }
1080
1081 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1082 {
1083         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1084
1085         if (!mm)
1086                 return NULL;
1087         /*
1088          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
1089          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
1090          * pessimistic (rather than adding locks here).
1091          */
1092         rcu_read_lock();
1093         do {
1094                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1095                 if (unlikely(!memcg))
1096                         break;
1097         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1098         rcu_read_unlock();
1099         return memcg;
1100 }
1101
1102 /*
1103  * Returns a next (in a pre-order walk) alive memcg (with elevated css
1104  * ref. count) or NULL if the whole root's subtree has been visited.
1105  *
1106  * helper function to be used by mem_cgroup_iter
1107  */
1108 static struct mem_cgroup *__mem_cgroup_iter_next(struct mem_cgroup *root,
1109                 struct mem_cgroup *last_visited)
1110 {
1111         struct cgroup_subsys_state *prev_css, *next_css;
1112
1113         prev_css = last_visited ? &last_visited->css : NULL;
1114 skip_node:
1115         next_css = css_next_descendant_pre(prev_css, &root->css);
1116
1117         /*
1118          * Even if we found a group we have to make sure it is
1119          * alive. css && !memcg means that the groups should be
1120          * skipped and we should continue the tree walk.
1121          * last_visited css is safe to use because it is
1122          * protected by css_get and the tree walk is rcu safe.
1123          *
1124          * We do not take a reference on the root of the tree walk
1125          * because we might race with the root removal when it would
1126          * be the only node in the iterated hierarchy and mem_cgroup_iter
1127          * would end up in an endless loop because it expects that at
1128          * least one valid node will be returned. Root cannot disappear
1129          * because caller of the iterator should hold it already so
1130          * skipping css reference should be safe.
1131          */
1132         if (next_css) {
1133                 struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(next_css);
1134
1135                 if (next_css == &root->css)
1136                         return memcg;
1137
1138                 if (css_tryget(next_css)) {
1139                         /*
1140                          * Make sure the memcg is initialized:
1141                          * mem_cgroup_css_online() orders the the
1142                          * initialization against setting the flag.
1143                          */
1144                         if (smp_load_acquire(&memcg->initialized))
1145                                 return memcg;
1146                         css_put(next_css);
1147                 }
1148
1149                 prev_css = next_css;
1150                 goto skip_node;
1151         }
1152
1153         return NULL;
1154 }
1155
1156 static void mem_cgroup_iter_invalidate(struct mem_cgroup *root)
1157 {
1158         /*
1159          * When a group in the hierarchy below root is destroyed, the
1160          * hierarchy iterator can no longer be trusted since it might
1161          * have pointed to the destroyed group.  Invalidate it.
1162          */
1163         atomic_inc(&root->dead_count);
1164 }
1165
1166 static struct mem_cgroup *
1167 mem_cgroup_iter_load(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1168                      struct mem_cgroup *root,
1169                      int *sequence)
1170 {
1171         struct mem_cgroup *position = NULL;
1172         /*
1173          * A cgroup destruction happens in two stages: offlining and
1174          * release.  They are separated by a RCU grace period.
1175          *
1176          * If the iterator is valid, we may still race with an
1177          * offlining.  The RCU lock ensures the object won't be
1178          * released, tryget will fail if we lost the race.
1179          */
1180         *sequence = atomic_read(&root->dead_count);
1181         if (iter->last_dead_count == *sequence) {
1182                 smp_rmb();
1183                 position = iter->last_visited;
1184
1185                 /*
1186                  * We cannot take a reference to root because we might race
1187                  * with root removal and returning NULL would end up in
1188                  * an endless loop on the iterator user level when root
1189                  * would be returned all the time.
1190                  */
1191                 if (position && position != root &&
1192                                 !css_tryget(&position->css))
1193                         position = NULL;
1194         }
1195         return position;
1196 }
1197
1198 static void mem_cgroup_iter_update(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1199                                    struct mem_cgroup *last_visited,
1200                                    struct mem_cgroup *new_position,
1201                                    struct mem_cgroup *root,
1202                                    int sequence)
1203 {
1204         /* root reference counting symmetric to mem_cgroup_iter_load */
1205         if (last_visited && last_visited != root)
1206                 css_put(&last_visited->css);
1207         /*
1208          * We store the sequence count from the time @last_visited was
1209          * loaded successfully instead of rereading it here so that we
1210          * don't lose destruction events in between.  We could have
1211          * raced with the destruction of @new_position after all.
1212          */
1213         iter->last_visited = new_position;
1214         smp_wmb();
1215         iter->last_dead_count = sequence;
1216 }
1217
1218 /**
1219  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1220  * @root: hierarchy root
1221  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1222  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1223  *
1224  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1225  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1226  *
1227  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1228  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1229  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1230  *
1231  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
1232  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1233  * reclaimers operating on the same zone and priority.
1234  */
1235 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1236                                    struct mem_cgroup *prev,
1237                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1238 {
1239         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1240         struct mem_cgroup *last_visited = NULL;
1241
1242         if (mem_cgroup_disabled())
1243                 return NULL;
1244
1245         if (!root)
1246                 root = root_mem_cgroup;
1247
1248         if (prev && !reclaim)
1249                 last_visited = prev;
1250
1251         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1252                 if (prev)
1253                         goto out_css_put;
1254                 return root;
1255         }
1256
1257         rcu_read_lock();
1258         while (!memcg) {
1259                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1260                 int uninitialized_var(seq);
1261
1262                 if (reclaim) {
1263                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
1264                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
1265                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1266
1267                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
1268                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
1269                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation) {
1270                                 iter->last_visited = NULL;
1271                                 goto out_unlock;
1272                         }
1273
1274                         last_visited = mem_cgroup_iter_load(iter, root, &seq);
1275                 }
1276
1277                 memcg = __mem_cgroup_iter_next(root, last_visited);
1278
1279                 if (reclaim) {
1280                         mem_cgroup_iter_update(iter, last_visited, memcg, root,
1281                                         seq);
1282
1283                         if (!memcg)
1284                                 iter->generation++;
1285                         else if (!prev && memcg)
1286                                 reclaim->generation = iter->generation;
1287                 }
1288
1289                 if (prev && !memcg)
1290                         goto out_unlock;
1291         }
1292 out_unlock:
1293         rcu_read_unlock();
1294 out_css_put:
1295         if (prev && prev != root)
1296                 css_put(&prev->css);
1297
1298         return memcg;
1299 }
1300
1301 /**
1302  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1303  * @root: hierarchy root
1304  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1305  */
1306 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1307                            struct mem_cgroup *prev)
1308 {
1309         if (!root)
1310                 root = root_mem_cgroup;
1311         if (prev && prev != root)
1312                 css_put(&prev->css);
1313 }
1314
1315 /*
1316  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1317  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1318  * be used for reference counting.
1319  */
1320 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1321         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1322              iter != NULL;                              \
1323              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1324
1325 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1326         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1327              iter != NULL;                              \
1328              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1329
1330 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1331 {
1332         struct mem_cgroup *memcg;
1333
1334         rcu_read_lock();
1335         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1336         if (unlikely(!memcg))
1337                 goto out;
1338
1339         switch (idx) {
1340         case PGFAULT:
1341                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1342                 break;
1343         case PGMAJFAULT:
1344                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1345                 break;
1346         default:
1347                 BUG();
1348         }
1349 out:
1350         rcu_read_unlock();
1351 }
1352 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1353
1354 /**
1355  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1356  * @zone: zone of the wanted lruvec
1357  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1358  *
1359  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1360  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1361  * is disabled.
1362  */
1363 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1364                                       struct mem_cgroup *memcg)
1365 {
1366         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1367         struct lruvec *lruvec;
1368
1369         if (mem_cgroup_disabled()) {
1370                 lruvec = &zone->lruvec;
1371                 goto out;
1372         }
1373
1374         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1375         lruvec = &mz->lruvec;
1376 out:
1377         /*
1378          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1379          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1380          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1381          */
1382         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1383                 lruvec->zone = zone;
1384         return lruvec;
1385 }
1386
1387 /*
1388  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1389  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1390  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1391  *
1392  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1393  * 1. charge
1394  * 2. moving account
1395  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1396  * It is added to LRU before charge.
1397  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1398  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1399  */
1400
1401 /**
1402  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1403  * @page: the page
1404  * @zone: zone of the page
1405  */
1406 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1407 {
1408         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1409         struct mem_cgroup *memcg;
1410         struct page_cgroup *pc;
1411         struct lruvec *lruvec;
1412
1413         if (mem_cgroup_disabled()) {
1414                 lruvec = &zone->lruvec;
1415                 goto out;
1416         }
1417
1418         pc = lookup_page_cgroup(page);
1419         memcg = pc->mem_cgroup;
1420
1421         /*
1422          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1423          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1424          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1425          *
1426          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1427          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1428          * of pc->mem_cgroup safe.
1429          */
1430         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1431                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1432
1433         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1434         lruvec = &mz->lruvec;
1435 out:
1436         /*
1437          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1438          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1439          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1440          */
1441         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1442                 lruvec->zone = zone;
1443         return lruvec;
1444 }
1445
1446 /**
1447  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1448  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1449  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1450  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1451  *
1452  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1453  * lru list.
1454  */
1455 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1456                                 int nr_pages)
1457 {
1458         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1459         unsigned long *lru_size;
1460
1461         if (mem_cgroup_disabled())
1462                 return;
1463
1464         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1465         lru_size = mz->lru_size + lru;
1466         *lru_size += nr_pages;
1467         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1468 }
1469
1470 /*
1471  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1472  * hierarchy subtree
1473  */
1474 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1475                                   struct mem_cgroup *memcg)
1476 {
1477         if (root_memcg == memcg)
1478                 return true;
1479         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1480                 return false;
1481         return cgroup_is_descendant(memcg->css.cgroup, root_memcg->css.cgroup);
1482 }
1483
1484 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1485                                        struct mem_cgroup *memcg)
1486 {
1487         bool ret;
1488
1489         rcu_read_lock();
1490         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1491         rcu_read_unlock();
1492         return ret;
1493 }
1494
1495 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task,
1496                         const struct mem_cgroup *memcg)
1497 {
1498         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1499         struct task_struct *p;
1500         bool ret;
1501
1502         p = find_lock_task_mm(task);
1503         if (p) {
1504                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1505                 task_unlock(p);
1506         } else {
1507                 /*
1508                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1509                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1510                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1511                  */
1512                 rcu_read_lock();
1513                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1514                 if (curr)
1515                         css_get(&curr->css);
1516                 rcu_read_unlock();
1517         }
1518         if (!curr)
1519                 return false;
1520         /*
1521          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1522          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1523          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1524          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1525          */
1526         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1527         css_put(&curr->css);
1528         return ret;
1529 }
1530
1531 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1532 {
1533         unsigned long inactive_ratio;
1534         unsigned long inactive;
1535         unsigned long active;
1536         unsigned long gb;
1537
1538         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1539         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1540
1541         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1542         if (gb)
1543                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1544         else
1545                 inactive_ratio = 1;
1546
1547         return inactive * inactive_ratio < active;
1548 }
1549
1550 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1551         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1552
1553 /**
1554  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1555  * @memcg: the memory cgroup
1556  *
1557  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1558  * pages.
1559  */
1560 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1561 {
1562         unsigned long long margin;
1563
1564         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1565         if (do_swap_account)
1566                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1567         return margin >> PAGE_SHIFT;
1568 }
1569
1570 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1571 {
1572         /* root ? */
1573         if (!css_parent(&memcg->css))
1574                 return vm_swappiness;
1575
1576         return memcg->swappiness;
1577 }
1578
1579 /*
1580  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1581  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1582  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1583  * rcu_read_lock(), like this:
1584  *
1585  *         CPU-A                                    CPU-B
1586  *                                              rcu_read_lock()
1587  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1588  *                                                   take heavy locks.
1589  *         synchronize_rcu()                    update something.
1590  *                                              rcu_read_unlock()
1591  *         start move here.
1592  */
1593
1594 /* for quick checking without looking up memcg */
1595 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1596
1597 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1598 {
1599         atomic_inc(&memcg_moving);
1600         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1601         synchronize_rcu();
1602 }
1603
1604 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1605 {
1606         /*
1607          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1608          * We check NULL in callee rather than caller.
1609          */
1610         if (memcg) {
1611                 atomic_dec(&memcg_moving);
1612                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1613         }
1614 }
1615
1616 /*
1617  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1618  *
1619  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1620  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1621  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1622  *
1623  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1624  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1625  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1626  */
1627
1628 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1629 {
1630         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1631         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1632 }
1633
1634 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1635 {
1636         struct mem_cgroup *from;
1637         struct mem_cgroup *to;
1638         bool ret = false;
1639         /*
1640          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1641          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1642          */
1643         spin_lock(&mc.lock);
1644         from = mc.from;
1645         to = mc.to;
1646         if (!from)
1647                 goto unlock;
1648
1649         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1650                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1651 unlock:
1652         spin_unlock(&mc.lock);
1653         return ret;
1654 }
1655
1656 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1657 {
1658         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1659                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1660                         DEFINE_WAIT(wait);
1661                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1662                         /* moving charge context might have finished. */
1663                         if (mc.moving_task)
1664                                 schedule();
1665                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1666                         return true;
1667                 }
1668         }
1669         return false;
1670 }
1671
1672 /*
1673  * Take this lock when
1674  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1675  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1676  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1677  */
1678 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1679                                   unsigned long *flags)
1680 {
1681         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1682 }
1683
1684 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1685                                 unsigned long *flags)
1686 {
1687         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1688 }
1689
1690 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1691 /**
1692  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1693  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1694  * @p: Task that is going to be killed
1695  *
1696  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1697  * enabled
1698  */
1699 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1700 {
1701         /*
1702          * protects memcg_name and makes sure that parallel ooms do not
1703          * interleave
1704          */
1705         static DEFINE_MUTEX(oom_info_lock);
1706         struct cgroup *task_cgrp;
1707         struct cgroup *mem_cgrp;
1708         static char memcg_name[PATH_MAX];
1709         int ret;
1710         struct mem_cgroup *iter;
1711         unsigned int i;
1712
1713         if (!p)
1714                 return;
1715
1716         mutex_lock(&oom_info_lock);
1717         rcu_read_lock();
1718
1719         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1720         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1721
1722         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1723         if (ret < 0) {
1724                 /*
1725                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1726                  * But we'll still print out the usage information
1727                  */
1728                 rcu_read_unlock();
1729                 goto done;
1730         }
1731         rcu_read_unlock();
1732
1733         pr_info("Task in %s killed", memcg_name);
1734
1735         rcu_read_lock();
1736         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1737         if (ret < 0) {
1738                 rcu_read_unlock();
1739                 goto done;
1740         }
1741         rcu_read_unlock();
1742
1743         /*
1744          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1745          */
1746         pr_cont(" as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1747 done:
1748
1749         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1750                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1751                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1752                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1753         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1754                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1755                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1756                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1757         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1758                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) >> 10,
1759                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_LIMIT) >> 10,
1760                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_FAILCNT));
1761
1762         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1763                 pr_info("Memory cgroup stats");
1764
1765                 rcu_read_lock();
1766                 ret = cgroup_path(iter->css.cgroup, memcg_name, PATH_MAX);
1767                 if (!ret)
1768                         pr_cont(" for %s", memcg_name);
1769                 rcu_read_unlock();
1770                 pr_cont(":");
1771
1772                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1773                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1774                                 continue;
1775                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1776                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1777                 }
1778
1779                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1780                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1781                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1782
1783                 pr_cont("\n");
1784         }
1785         mutex_unlock(&oom_info_lock);
1786 }
1787
1788 /*
1789  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1790  * 1(self count) if no children.
1791  */
1792 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1793 {
1794         int num = 0;
1795         struct mem_cgroup *iter;
1796
1797         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1798                 num++;
1799         return num;
1800 }
1801
1802 /*
1803  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1804  */
1805 static u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1806 {
1807         u64 limit;
1808
1809         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1810
1811         /*
1812          * Do not consider swap space if we cannot swap due to swappiness
1813          */
1814         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1815                 u64 memsw;
1816
1817                 limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1818                 memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1819
1820                 /*
1821                  * If memsw is finite and limits the amount of swap space
1822                  * available to this memcg, return that limit.
1823                  */
1824                 limit = min(limit, memsw);
1825         }
1826
1827         return limit;
1828 }
1829
1830 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1831                                      int order)
1832 {
1833         struct mem_cgroup *iter;
1834         unsigned long chosen_points = 0;
1835         unsigned long totalpages;
1836         unsigned int points = 0;
1837         struct task_struct *chosen = NULL;
1838
1839         /*
1840          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1841          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1842          * quickly exit and free its memory.
1843          */
1844         if (fatal_signal_pending(current) || current->flags & PF_EXITING) {
1845                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1846                 return;
1847         }
1848
1849         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1850         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) >> PAGE_SHIFT ? : 1;
1851         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1852                 struct css_task_iter it;
1853                 struct task_struct *task;
1854
1855                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
1856                 while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1857                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1858                                                         false)) {
1859                         case OOM_SCAN_SELECT:
1860                                 if (chosen)
1861                                         put_task_struct(chosen);
1862                                 chosen = task;
1863                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1864                                 get_task_struct(chosen);
1865                                 /* fall through */
1866                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1867                                 continue;
1868                         case OOM_SCAN_ABORT:
1869                                 css_task_iter_end(&it);
1870                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1871                                 if (chosen)
1872                                         put_task_struct(chosen);
1873                                 return;
1874                         case OOM_SCAN_OK:
1875                                 break;
1876                         };
1877                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1878                         if (!points || points < chosen_points)
1879                                 continue;
1880                         /* Prefer thread group leaders for display purposes */
1881                         if (points == chosen_points &&
1882                             thread_group_leader(chosen))
1883                                 continue;
1884
1885                         if (chosen)
1886                                 put_task_struct(chosen);
1887                         chosen = task;
1888                         chosen_points = points;
1889                         get_task_struct(chosen);
1890                 }
1891                 css_task_iter_end(&it);
1892         }
1893
1894         if (!chosen)
1895                 return;
1896         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1897         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1898                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1899 }
1900
1901 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1902                                         gfp_t gfp_mask,
1903                                         unsigned long flags)
1904 {
1905         unsigned long total = 0;
1906         bool noswap = false;
1907         int loop;
1908
1909         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1910                 noswap = true;
1911         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1912                 noswap = true;
1913
1914         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1915                 if (loop)
1916                         drain_all_stock_async(memcg);
1917                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1918                 /*
1919                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1920                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1921                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1922                  */
1923                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1924                         break;
1925                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1926                         break;
1927                 /*
1928                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1929                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1930                  */
1931                 if (loop && !total)
1932                         break;
1933         }
1934         return total;
1935 }
1936
1937 /**
1938  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1939  * @memcg: the target memcg
1940  * @nid: the node ID to be checked.
1941  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1942  *
1943  * This function returns whether the specified memcg contains any
1944  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1945  * pages in the node.
1946  */
1947 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1948                 int nid, bool noswap)
1949 {
1950         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1951                 return true;
1952         if (noswap || !total_swap_pages)
1953                 return false;
1954         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1955                 return true;
1956         return false;
1957
1958 }
1959 #if MAX_NUMNODES > 1
1960
1961 /*
1962  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1963  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1964  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1965  *
1966  */
1967 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1968 {
1969         int nid;
1970         /*
1971          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1972          * pagein/pageout changes since the last update.
1973          */
1974         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1975                 return;
1976         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1977                 return;
1978
1979         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1980         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1981
1982         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1983
1984                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1985                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1986         }
1987
1988         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1989         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1990 }
1991
1992 /*
1993  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1994  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1995  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1996  *
1997  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1998  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1999  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
2000  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
2001  *
2002  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
2003  */
2004 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
2005 {
2006         int node;
2007
2008         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
2009         node = memcg->last_scanned_node;
2010
2011         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
2012         if (node == MAX_NUMNODES)
2013                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
2014         /*
2015          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
2016          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
2017          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
2018          * we use curret node.
2019          */
2020         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
2021                 node = numa_node_id();
2022
2023         memcg->last_scanned_node = node;
2024         return node;
2025 }
2026
2027 /*
2028  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
2029  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
2030  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
2031  * enough new information. We need to do double check.
2032  */
2033 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
2034 {
2035         int nid;
2036
2037         /*
2038          * quick check...making use of scan_node.
2039          * We can skip unused nodes.
2040          */
2041         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
2042                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
2043                      nid < MAX_NUMNODES;
2044                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
2045
2046                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
2047                                 return true;
2048                 }
2049         }
2050         /*
2051          * Check rest of nodes.
2052          */
2053         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2054                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
2055                         continue;
2056                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
2057                         return true;
2058         }
2059         return false;
2060 }
2061
2062 #else
2063 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
2064 {
2065         return 0;
2066 }
2067
2068 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
2069 {
2070         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
2071 }
2072 #endif
2073
2074 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
2075                                    struct zone *zone,
2076                                    gfp_t gfp_mask,
2077                                    unsigned long *total_scanned)
2078 {
2079         struct mem_cgroup *victim = NULL;
2080         int total = 0;
2081         int loop = 0;
2082         unsigned long excess;
2083         unsigned long nr_scanned;
2084         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
2085                 .zone = zone,
2086                 .priority = 0,
2087         };
2088
2089         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
2090
2091         while (1) {
2092                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
2093                 if (!victim) {
2094                         loop++;
2095                         if (loop >= 2) {
2096                                 /*
2097                                  * If we have not been able to reclaim
2098                                  * anything, it might because there are
2099                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
2100                                  */
2101                                 if (!total)
2102                                         break;
2103                                 /*
2104                                  * We want to do more targeted reclaim.
2105                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
2106                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
2107                                  * coming back to reclaim from this cgroup
2108                                  */
2109                                 if (total >= (excess >> 2) ||
2110                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
2111                                         break;
2112                         }
2113                         continue;
2114                 }
2115                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
2116                         continue;
2117                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
2118                                                      zone, &nr_scanned);
2119                 *total_scanned += nr_scanned;
2120                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
2121                         break;
2122         }
2123         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
2124         return total;
2125 }
2126
2127 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
2128 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
2129         .name = "memcg_oom_lock",
2130 };
2131 #endif
2132
2133 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
2134
2135 /*
2136  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
2137  * If someone is running, return false.
2138  */
2139 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
2140 {
2141         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
2142
2143         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2144
2145         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2146                 if (iter->oom_lock) {
2147                         /*
2148                          * this subtree of our hierarchy is already locked
2149                          * so we cannot give a lock.
2150                          */
2151                         failed = iter;
2152                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2153                         break;
2154                 } else
2155                         iter->oom_lock = true;
2156         }
2157
2158         if (failed) {
2159                 /*
2160                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
2161                  * to clean up what we set up to the failing subtree
2162                  */
2163                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2164                         if (iter == failed) {
2165                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2166                                 break;
2167                         }
2168                         iter->oom_lock = false;
2169                 }
2170         } else
2171                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
2172
2173         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2174
2175         return !failed;
2176 }
2177
2178 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
2179 {
2180         struct mem_cgroup *iter;
2181
2182         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2183         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
2184         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2185                 iter->oom_lock = false;
2186         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2187 }
2188
2189 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2190 {
2191         struct mem_cgroup *iter;
2192
2193         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2194                 atomic_inc(&iter->under_oom);
2195 }
2196
2197 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2198 {
2199         struct mem_cgroup *iter;
2200
2201         /*
2202          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
2203          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
2204          * atomic_add_unless() here.
2205          */
2206         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2207                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
2208 }
2209
2210 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
2211
2212 struct oom_wait_info {
2213         struct mem_cgroup *memcg;
2214         wait_queue_t    wait;
2215 };
2216
2217 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
2218         unsigned mode, int sync, void *arg)
2219 {
2220         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
2221         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
2222         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
2223
2224         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
2225         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
2226
2227         /*
2228          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
2229          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
2230          */
2231         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
2232                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
2233                 return 0;
2234         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
2235 }
2236
2237 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2238 {
2239         atomic_inc(&memcg->oom_wakeups);
2240         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
2241         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
2242 }
2243
2244 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
2245 {
2246         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
2247                 memcg_wakeup_oom(memcg);
2248 }
2249
2250 static void mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
2251 {
2252         if (!current->memcg_oom.may_oom)
2253                 return;
2254         /*
2255          * We are in the middle of the charge context here, so we
2256          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
2257          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
2258          *
2259          * Also, the caller may handle a failed allocation gracefully
2260          * (like optional page cache readahead) and so an OOM killer
2261          * invocation might not even be necessary.
2262          *
2263          * That's why we don't do anything here except remember the
2264          * OOM context and then deal with it at the end of the page
2265          * fault when the stack is unwound, the locks are released,
2266          * and when we know whether the fault was overall successful.
2267          */
2268         css_get(&memcg->css);
2269         current->memcg_oom.memcg = memcg;
2270         current->memcg_oom.gfp_mask = mask;
2271         current->memcg_oom.order = order;
2272 }
2273
2274 /**
2275  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
2276  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
2277  *
2278  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
2279  * handler was enabled.
2280  *
2281  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
2282  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
2283  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
2284  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
2285  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
2286  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
2287  *
2288  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
2289  * completed, %false otherwise.
2290  */
2291 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
2292 {
2293         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_oom.memcg;
2294         struct oom_wait_info owait;
2295         bool locked;
2296
2297         /* OOM is global, do not handle */
2298         if (!memcg)
2299                 return false;
2300
2301         if (!handle)
2302                 goto cleanup;
2303
2304         owait.memcg = memcg;
2305         owait.wait.flags = 0;
2306         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2307         owait.wait.private = current;
2308         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
2309
2310         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2311         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2312
2313         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
2314
2315         if (locked)
2316                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2317
2318         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
2319                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2320                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2321                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom.gfp_mask,
2322                                          current->memcg_oom.order);
2323         } else {
2324                 schedule();
2325                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2326                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2327         }
2328
2329         if (locked) {
2330                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2331                 /*
2332                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
2333                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
2334                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
2335                  */
2336                 memcg_oom_recover(memcg);
2337         }
2338 cleanup:
2339         current->memcg_oom.memcg = NULL;
2340         css_put(&memcg->css);
2341         return true;
2342 }
2343
2344 /*
2345  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
2346  * generalized to update other statistics as well.
2347  *
2348  * Notes: Race condition
2349  *
2350  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
2351  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
2352  * to do so _always_.
2353  *
2354  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
2355  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
2356  * are no race with "charge".
2357  *
2358  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
2359  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
2360  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
2361  * by flags.
2362  *
2363  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
2364  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
2365  * If there is, we take a lock.
2366  */
2367
2368 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
2369                                 bool *locked, unsigned long *flags)
2370 {
2371         struct mem_cgroup *memcg;
2372         struct page_cgroup *pc;
2373
2374         pc = lookup_page_cgroup(page);
2375 again:
2376         memcg = pc->mem_cgroup;
2377         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2378                 return;
2379         /*
2380          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
2381          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
2382          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
2383          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
2384          */
2385         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
2386                 return;
2387
2388         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2389         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2390                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2391                 goto again;
2392         }
2393         *locked = true;
2394 }
2395
2396 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
2397 {
2398         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2399
2400         /*
2401          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
2402          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
2403          * should take move_lock_mem_cgroup().
2404          */
2405         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
2406 }
2407
2408 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
2409                                  enum mem_cgroup_stat_index idx, int val)
2410 {
2411         struct mem_cgroup *memcg;
2412         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2413         unsigned long uninitialized_var(flags);
2414
2415         if (mem_cgroup_disabled())
2416                 return;
2417
2418         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
2419         memcg = pc->mem_cgroup;
2420         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2421                 return;
2422
2423         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2424 }
2425
2426 /*
2427  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2428  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2429  */
2430 #define CHARGE_BATCH    32U
2431 struct memcg_stock_pcp {
2432         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2433         unsigned int nr_pages;
2434         struct work_struct work;
2435         unsigned long flags;
2436 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2437 };
2438 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2439 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2440
2441 /**
2442  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2443  * @memcg: memcg to consume from.
2444  * @nr_pages: how many pages to charge.
2445  *
2446  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2447  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2448  * service an allocation will refill the stock.
2449  *
2450  * returns true if successful, false otherwise.
2451  */
2452 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2453 {
2454         struct memcg_stock_pcp *stock;
2455         bool ret = true;
2456
2457         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2458                 return false;
2459
2460         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2461         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages)
2462                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2463         else /* need to call res_counter_charge */
2464                 ret = false;
2465         put_cpu_var(memcg_stock);
2466         return ret;
2467 }
2468
2469 /*
2470  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2471  */
2472 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2473 {
2474         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2475
2476         if (stock->nr_pages) {
2477                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2478
2479                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2480                 if (do_swap_account)
2481                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2482                 stock->nr_pages = 0;
2483         }
2484         stock->cached = NULL;
2485 }
2486
2487 /*
2488  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2489  * a thread which is pinned to local cpu.
2490  */
2491 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2492 {
2493         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2494         drain_stock(stock);
2495         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2496 }
2497
2498 static void __init memcg_stock_init(void)
2499 {
2500         int cpu;
2501
2502         for_each_possible_cpu(cpu) {
2503                 struct memcg_stock_pcp *stock =
2504                                         &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2505                 INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
2506         }
2507 }
2508
2509 /*
2510  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2511  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2512  */
2513 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2514 {
2515         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2516
2517         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2518                 drain_stock(stock);
2519                 stock->cached = memcg;
2520         }
2521         stock->nr_pages += nr_pages;
2522         put_cpu_var(memcg_stock);
2523 }
2524
2525 /*
2526  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2527  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2528  * until the work is done.
2529  */
2530 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2531 {
2532         int cpu, curcpu;
2533
2534         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2535         get_online_cpus();
2536         curcpu = get_cpu();
2537         for_each_online_cpu(cpu) {
2538                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2539                 struct mem_cgroup *memcg;
2540
2541                 memcg = stock->cached;
2542                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2543                         continue;
2544                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2545                         continue;
2546                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2547                         if (cpu == curcpu)
2548                                 drain_local_stock(&stock->work);
2549                         else
2550                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2551                 }
2552         }
2553         put_cpu();
2554
2555         if (!sync)
2556                 goto out;
2557
2558         for_each_online_cpu(cpu) {
2559                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2560                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2561                         flush_work(&stock->work);
2562         }
2563 out:
2564         put_online_cpus();
2565 }
2566
2567 /*
2568  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2569  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2570  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2571  * it.
2572  */
2573 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2574 {
2575         /*
2576          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2577          */
2578         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2579                 return;
2580         drain_all_stock(root_memcg, false);
2581         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2582 }
2583
2584 /* This is a synchronous drain interface. */
2585 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2586 {
2587         /* called when force_empty is called */
2588         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2589         drain_all_stock(root_memcg, true);
2590         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2591 }
2592
2593 /*
2594  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2595  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2596  */
2597 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2598 {
2599         int i;
2600
2601         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2602         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2603                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2604
2605                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2606                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2607         }
2608         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2609                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2610
2611                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2612                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2613         }
2614         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2615 }
2616
2617 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2618                                         unsigned long action,
2619                                         void *hcpu)
2620 {
2621         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2622         struct memcg_stock_pcp *stock;
2623         struct mem_cgroup *iter;
2624
2625         if (action == CPU_ONLINE)
2626                 return NOTIFY_OK;
2627
2628         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2629                 return NOTIFY_OK;
2630
2631         for_each_mem_cgroup(iter)
2632                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2633
2634         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2635         drain_stock(stock);
2636         return NOTIFY_OK;
2637 }
2638
2639
2640 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2641 enum {
2642         CHARGE_OK,              /* success */
2643         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2644         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2645         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2646 };
2647
2648 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2649                                 unsigned int nr_pages, unsigned int min_pages,
2650                                 bool invoke_oom)
2651 {
2652         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2653         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2654         struct res_counter *fail_res;
2655         unsigned long flags = 0;
2656         int ret;
2657
2658         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2659
2660         if (likely(!ret)) {
2661                 if (!do_swap_account)
2662                         return CHARGE_OK;
2663                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2664                 if (likely(!ret))
2665                         return CHARGE_OK;
2666
2667                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2668                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2669                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2670         } else
2671                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2672         /*
2673          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2674          * single page instead.
2675          */
2676         if (nr_pages > min_pages)
2677                 return CHARGE_RETRY;
2678
2679         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2680                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2681
2682         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2683                 return CHARGE_NOMEM;
2684
2685         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2686         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2687                 return CHARGE_RETRY;
2688         /*
2689          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2690          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2691          * before killing the task.
2692          *
2693          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2694          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2695          * to regular pages anyway in case of failure.
2696          */
2697         if (nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) && ret)
2698                 return CHARGE_RETRY;
2699
2700         /*
2701          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2702          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2703          */
2704         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2705                 return CHARGE_RETRY;
2706
2707         if (invoke_oom)
2708                 mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize));
2709
2710         return CHARGE_NOMEM;
2711 }
2712
2713 /*
2714  * __mem_cgroup_try_charge() does
2715  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2716  * 2. update res_counter
2717  * 3. call memory reclaim if necessary.
2718  *
2719  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2720  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2721  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2722  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2723  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2724  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2725  *
2726  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2727  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2728  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2729  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2730  *
2731  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2732  * the oom-killer can be invoked.
2733  */
2734 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2735                                    gfp_t gfp_mask,
2736                                    unsigned int nr_pages,
2737                                    struct mem_cgroup **ptr,
2738                                    bool oom)
2739 {
2740         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2741         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2742         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2743         int ret;
2744
2745         /*
2746          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2747          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2748          * MEMDIE process.
2749          */
2750         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2751                      || fatal_signal_pending(current)))
2752                 goto bypass;
2753
2754         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2755                 goto nomem;
2756
2757         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2758                 oom = false;
2759
2760         /*
2761          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2762          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2763          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2764          * set, if so charge the root memcg (happens for pagecache usage).
2765          */
2766         if (!*ptr && !mm)
2767                 *ptr = root_mem_cgroup;
2768 again:
2769         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2770                 memcg = *ptr;
2771                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2772                         goto done;
2773                 if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2774                         goto done;
2775                 css_get(&memcg->css);
2776         } else {
2777                 struct task_struct *p;
2778
2779                 rcu_read_lock();
2780                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2781                 /*
2782                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2783                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2784                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2785                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2786                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2787                  * small race, here.
2788                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2789                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2790                  */
2791                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2792                 if (!memcg)
2793                         memcg = root_mem_cgroup;
2794                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2795                         rcu_read_unlock();
2796                         goto done;
2797                 }
2798                 if (consume_stock(memcg, nr_pages)) {
2799                         /*
2800                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2801                          * But considering how consume_stok works, it's not
2802                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2803                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2804                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2805                          * calling consume_stock().
2806                          */
2807                         rcu_read_unlock();
2808                         goto done;
2809                 }
2810                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2811                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2812                         rcu_read_unlock();
2813                         goto again;
2814                 }
2815                 rcu_read_unlock();
2816         }
2817
2818         do {
2819                 bool invoke_oom = oom && !nr_oom_retries;
2820
2821                 /* If killed, bypass charge */
2822                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2823                         css_put(&memcg->css);
2824                         goto bypass;
2825                 }
2826
2827                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch,
2828                                            nr_pages, invoke_oom);
2829                 switch (ret) {
2830                 case CHARGE_OK:
2831                         break;
2832                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2833                         batch = nr_pages;
2834                         css_put(&memcg->css);
2835                         memcg = NULL;
2836                         goto again;
2837                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2838                         css_put(&memcg->css);
2839                         goto nomem;
2840                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2841                         if (!oom || invoke_oom) {
2842                                 css_put(&memcg->css);
2843                                 goto nomem;
2844                         }
2845                         nr_oom_retries--;
2846                         break;
2847                 }
2848         } while (ret != CHARGE_OK);
2849
2850         if (batch > nr_pages)
2851                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2852         css_put(&memcg->css);
2853 done:
2854         *ptr = memcg;
2855         return 0;
2856 nomem:
2857         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL)) {
2858                 *ptr = NULL;
2859                 return -ENOMEM;
2860         }
2861 bypass:
2862         *ptr = root_mem_cgroup;
2863         return -EINTR;
2864 }
2865
2866 /*
2867  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2868  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2869  * gotten by try_charge().
2870  */
2871 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2872                                        unsigned int nr_pages)
2873 {
2874         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2875                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2876
2877                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2878                 if (do_swap_account)
2879                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2880         }
2881 }
2882
2883 /*
2884  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2885  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2886  */
2887 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2888                                         unsigned int nr_pages)
2889 {
2890         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2891
2892         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2893                 return;
2894
2895         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2896         if (do_swap_account)
2897                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2898                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2899 }
2900
2901 /*
2902  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2903  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling css_tryget if
2904  * the mem_cgroup is used for charging. (dropping refcnt from swap can be
2905  * called against removed memcg.)
2906  */
2907 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2908 {
2909         /* ID 0 is unused ID */
2910         if (!id)
2911                 return NULL;
2912         return mem_cgroup_from_id(id);
2913 }
2914
2915 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2916 {
2917         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2918         struct page_cgroup *pc;
2919         unsigned short id;
2920         swp_entry_t ent;
2921
2922         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
2923
2924         pc = lookup_page_cgroup(page);
2925         lock_page_cgroup(pc);
2926         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2927                 memcg = pc->mem_cgroup;
2928                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2929                         memcg = NULL;
2930         } else if (PageSwapCache(page)) {
2931                 ent.val = page_private(page);
2932                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2933                 rcu_read_lock();
2934                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2935                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2936                         memcg = NULL;
2937                 rcu_read_unlock();
2938         }
2939         unlock_page_cgroup(pc);
2940         return memcg;
2941 }
2942
2943 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2944                                        struct page *page,
2945                                        unsigned int nr_pages,
2946                                        enum charge_type ctype,
2947                                        bool lrucare)
2948 {
2949         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2950         struct zone *uninitialized_var(zone);
2951         struct lruvec *lruvec;
2952         bool was_on_lru = false;
2953         bool anon;
2954
2955         lock_page_cgroup(pc);
2956         VM_BUG_ON_PAGE(PageCgroupUsed(pc), page);
2957         /*
2958          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2959          * accessed by any other context at this point.
2960          */
2961
2962         /*
2963          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2964          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2965          */
2966         if (lrucare) {
2967                 zone = page_zone(page);
2968                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2969                 if (PageLRU(page)) {
2970                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2971                         ClearPageLRU(page);
2972                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2973                         was_on_lru = true;
2974                 }
2975         }
2976
2977         pc->mem_cgroup = memcg;
2978         /*
2979          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2980          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2981          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2982          * before USED bit, we need memory barrier here.
2983          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2984          */
2985         smp_wmb();
2986         SetPageCgroupUsed(pc);
2987
2988         if (lrucare) {
2989                 if (was_on_lru) {
2990                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2991                         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2992                         SetPageLRU(page);
2993                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2994                 }
2995                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2996         }
2997
2998         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON)
2999                 anon = true;
3000         else
3001                 anon = false;
3002
3003         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, nr_pages);
3004         unlock_page_cgroup(pc);
3005
3006         /*
3007          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
3008          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
3009          * if they exceeds softlimit.
3010          */
3011         memcg_check_events(memcg, page);
3012 }
3013
3014 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
3015
3016 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3017 static DEFINE_MUTEX(activate_kmem_mutex);
3018
3019 static inline bool memcg_can_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3020 {
3021         return !mem_cgroup_disabled() && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
3022                 memcg_kmem_is_active(memcg);
3023 }
3024
3025 /*
3026  * This is a bit cumbersome, but it is rarely used and avoids a backpointer
3027  * in the memcg_cache_params struct.
3028  */
3029 static struct kmem_cache *memcg_params_to_cache(struct memcg_cache_params *p)
3030 {
3031         struct kmem_cache *cachep;
3032
3033         VM_BUG_ON(p->is_root_cache);
3034         cachep = p->root_cache;
3035         return cache_from_memcg_idx(cachep, memcg_cache_id(p->memcg));
3036 }
3037
3038 #ifdef CONFIG_SLABINFO
3039 static int mem_cgroup_slabinfo_read(struct seq_file *m, void *v)
3040 {
3041         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3042         struct memcg_cache_params *params;
3043
3044         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
3045                 return -EIO;
3046
3047         print_slabinfo_header(m);
3048
3049         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3050         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list)
3051                 cache_show(memcg_params_to_cache(params), m);
3052         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3053
3054         return 0;
3055 }
3056 #endif
3057
3058 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp, u64 size)
3059 {
3060         struct res_counter *fail_res;
3061         struct mem_cgroup *_memcg;
3062         int ret = 0;
3063
3064         ret = res_counter_charge(&memcg->kmem, size, &fail_res);
3065         if (ret)
3066                 return ret;
3067
3068         _memcg = memcg;
3069         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp, size >> PAGE_SHIFT,
3070                                       &_memcg, oom_gfp_allowed(gfp));
3071
3072         if (ret == -EINTR)  {
3073                 /*
3074                  * __mem_cgroup_try_charge() chosed to bypass to root due to
3075                  * OOM kill or fatal signal.  Since our only options are to
3076                  * either fail the allocation or charge it to this cgroup, do
3077                  * it as a temporary condition. But we can't fail. From a
3078                  * kmem/slab perspective, the cache has already been selected,
3079                  * by mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
3080                  * our minds.
3081                  *
3082                  * This condition will only trigger if the task entered
3083                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed during
3084                  * __mem_cgroup_try_charge() above. Tasks that were already
3085                  * dying when the allocation triggers should have been already
3086                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
3087                  */
3088                 res_counter_charge_nofail(&memcg->res, size, &fail_res);
3089                 if (do_swap_account)
3090                         res_counter_charge_nofail(&memcg->memsw, size,
3091                                                   &fail_res);
3092                 ret = 0;
3093         } else if (ret)
3094                 res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size);
3095
3096         return ret;
3097 }
3098
3099 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, u64 size)
3100 {
3101         res_counter_uncharge(&memcg->res, size);
3102         if (do_swap_account)
3103                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, size);
3104
3105         /* Not down to 0 */
3106         if (res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size))
3107                 return;
3108
3109         /*
3110          * Releases a reference taken in kmem_cgroup_css_offline in case
3111          * this last uncharge is racing with the offlining code or it is
3112          * outliving the memcg existence.
3113          *
3114          * The memory barrier imposed by test&clear is paired with the
3115          * explicit one in memcg_kmem_mark_dead().
3116          */
3117         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
3118                 css_put(&memcg->css);
3119 }
3120
3121 /*
3122  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
3123  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
3124  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
3125  */
3126 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
3127 {
3128         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
3129 }
3130
3131 static size_t memcg_caches_array_size(int num_groups)
3132 {
3133         ssize_t size;
3134         if (num_groups <= 0)
3135                 return 0;
3136
3137         size = 2 * num_groups;
3138         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
3139                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
3140         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
3141                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
3142
3143         return size;
3144 }
3145
3146 /*
3147  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
3148  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
3149  * calling this.
3150  */
3151 void memcg_update_array_size(int num)
3152 {
3153         if (num > memcg_limited_groups_array_size)
3154                 memcg_limited_groups_array_size = memcg_caches_array_size(num);
3155 }
3156
3157 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w);
3158
3159 int memcg_update_cache_size(struct kmem_cache *s, int num_groups)
3160 {
3161         struct memcg_cache_params *cur_params = s->memcg_params;
3162
3163         VM_BUG_ON(!is_root_cache(s));
3164
3165         if (num_groups > memcg_limited_groups_array_size) {
3166                 int i;
3167                 struct memcg_cache_params *new_params;
3168                 ssize_t size = memcg_caches_array_size(num_groups);
3169
3170                 size *= sizeof(void *);
3171                 size += offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
3172
3173                 new_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3174                 if (!new_params)
3175                         return -ENOMEM;
3176
3177                 new_params->is_root_cache = true;
3178
3179                 /*
3180                  * There is the chance it will be bigger than
3181                  * memcg_limited_groups_array_size, if we failed an allocation
3182                  * in a cache, in which case all caches updated before it, will
3183                  * have a bigger array.
3184                  *
3185                  * But if that is the case, the data after
3186                  * memcg_limited_groups_array_size is certainly unused
3187                  */
3188                 for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3189                         if (!cur_params->memcg_caches[i])
3190                                 continue;
3191                         new_params->memcg_caches[i] =
3192                                                 cur_params->memcg_caches[i];
3193                 }
3194
3195                 /*
3196                  * Ideally, we would wait until all caches succeed, and only
3197                  * then free the old one. But this is not worth the extra
3198                  * pointer per-cache we'd have to have for this.
3199                  *
3200                  * It is not a big deal if some caches are left with a size
3201                  * bigger than the others. And all updates will reset this
3202                  * anyway.
3203                  */
3204                 rcu_assign_pointer(s->memcg_params, new_params);
3205                 if (cur_params)
3206                         kfree_rcu(cur_params, rcu_head);
3207         }
3208         return 0;
3209 }
3210
3211 int memcg_alloc_cache_params(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s,
3212                              struct kmem_cache *root_cache)
3213 {
3214         size_t size;
3215
3216         if (!memcg_kmem_enabled())
3217                 return 0;
3218
3219         if (!memcg) {
3220                 size = offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
3221                 size += memcg_limited_groups_array_size * sizeof(void *);
3222         } else
3223                 size = sizeof(struct memcg_cache_params);
3224
3225         s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3226         if (!s->memcg_params)
3227                 return -ENOMEM;
3228
3229         if (memcg) {
3230                 s->memcg_params->memcg = memcg;
3231                 s->memcg_params->root_cache = root_cache;
3232                 INIT_WORK(&s->memcg_params->destroy,
3233                                 kmem_cache_destroy_work_func);
3234         } else
3235                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3236
3237         return 0;
3238 }
3239
3240 void memcg_free_cache_params(struct kmem_cache *s)
3241 {
3242         kfree(s->memcg_params);
3243 }
3244
3245 void memcg_register_cache(struct kmem_cache *s)
3246 {
3247         struct kmem_cache *root;
3248         struct mem_cgroup *memcg;
3249         int id;
3250
3251         if (is_root_cache(s))
3252                 return;
3253
3254         /*
3255          * Holding the slab_mutex assures nobody will touch the memcg_caches
3256          * array while we are modifying it.
3257          */
3258         lockdep_assert_held(&slab_mutex);
3259
3260         root = s->memcg_params->root_cache;
3261         memcg = s->memcg_params->memcg;
3262         id = memcg_cache_id(memcg);
3263
3264         css_get(&memcg->css);
3265
3266
3267         /*
3268          * Since readers won't lock (see cache_from_memcg_idx()), we need a
3269          * barrier here to ensure nobody will see the kmem_cache partially
3270          * initialized.
3271          */
3272         smp_wmb();
3273
3274         /*
3275          * Initialize the pointer to this cache in its parent's memcg_params
3276          * before adding it to the memcg_slab_caches list, otherwise we can
3277          * fail to convert memcg_params_to_cache() while traversing the list.
3278          */
3279         VM_BUG_ON(root->memcg_params->memcg_caches[id]);
3280         root->memcg_params->memcg_caches[id] = s;
3281
3282         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3283         list_add(&s->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
3284         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3285 }
3286
3287 void memcg_unregister_cache(struct kmem_cache *s)
3288 {
3289         struct kmem_cache *root;
3290         struct mem_cgroup *memcg;
3291         int id;
3292
3293         if (is_root_cache(s))
3294                 return;
3295
3296         /*
3297          * Holding the slab_mutex assures nobody will touch the memcg_caches
3298          * array while we are modifying it.
3299          */
3300         lockdep_assert_held(&slab_mutex);
3301
3302         root = s->memcg_params->root_cache;
3303         memcg = s->memcg_params->memcg;
3304         id = memcg_cache_id(memcg);
3305
3306         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3307         list_del(&s->memcg_params->list);
3308         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3309
3310         /*
3311          * Clear the pointer to this cache in its parent's memcg_params only
3312          * after removing it from the memcg_slab_caches list, otherwise we can
3313          * fail to convert memcg_params_to_cache() while traversing the list.
3314          */
3315         VM_BUG_ON(!root->memcg_params->memcg_caches[id]);
3316         root->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
3317
3318         css_put(&memcg->css);
3319 }
3320
3321 /*
3322  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
3323  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
3324  * enqueing new caches to be created.
3325  *
3326  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
3327  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
3328  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
3329  * objects during debug.
3330  *
3331  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
3332  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
3333  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
3334  * cache again, failing at the same point.
3335  *
3336  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
3337  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
3338  * inside the following two functions.
3339  */
3340 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
3341 {
3342         VM_BUG_ON(!current->mm);
3343         current->memcg_kmem_skip_account++;
3344 }
3345
3346 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
3347 {
3348         VM_BUG_ON(!current->mm);
3349         current->memcg_kmem_skip_account--;
3350 }
3351
3352 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w)
3353 {
3354         struct kmem_cache *cachep;
3355         struct memcg_cache_params *p;
3356
3357         p = container_of(w, struct memcg_cache_params, destroy);
3358
3359         cachep = memcg_params_to_cache(p);
3360
3361         /*
3362          * If we get down to 0 after shrink, we could delete right away.
3363          * However, memcg_release_pages() already puts us back in the workqueue
3364          * in that case. If we proceed deleting, we'll get a dangling
3365          * reference, and removing the object from the workqueue in that case
3366          * is unnecessary complication. We are not a fast path.
3367          *
3368          * Note that this case is fundamentally different from racing with
3369          * shrink_slab(): if memcg_cgroup_destroy_cache() is called in
3370          * kmem_cache_shrink, not only we would be reinserting a dead cache
3371          * into the queue, but doing so from inside the worker racing to
3372          * destroy it.
3373          *
3374          * So if we aren't down to zero, we'll just schedule a worker and try
3375          * again
3376          */
3377         if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) != 0)
3378                 kmem_cache_shrink(cachep);
3379         else
3380                 kmem_cache_destroy(cachep);
3381 }
3382
3383 void mem_cgroup_destroy_cache(struct kmem_cache *cachep)
3384 {
3385         if (!cachep->memcg_params->dead)
3386                 return;
3387
3388         /*
3389          * There are many ways in which we can get here.
3390          *
3391          * We can get to a memory-pressure situation while the delayed work is
3392          * still pending to run. The vmscan shrinkers can then release all
3393          * cache memory and get us to destruction. If this is the case, we'll
3394          * be executed twice, which is a bug (the second time will execute over
3395          * bogus data). In this case, cancelling the work should be fine.
3396          *
3397          * But we can also get here from the worker itself, if
3398          * kmem_cache_shrink is enough to shake all the remaining objects and
3399          * get the page count to 0. In this case, we'll deadlock if we try to
3400          * cancel the work (the worker runs with an internal lock held, which
3401          * is the same lock we would hold for cancel_work_sync().)
3402          *
3403          * Since we can't possibly know who got us here, just refrain from
3404          * running if there is already work pending
3405          */
3406         if (work_pending(&cachep->memcg_params->destroy))
3407                 return;
3408         /*
3409          * We have to defer the actual destroying to a workqueue, because
3410          * we might currently be in a context that cannot sleep.
3411          */
3412         schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3413 }
3414
3415 static struct kmem_cache *memcg_create_kmem_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3416                                                   struct kmem_cache *s)
3417 {
3418         struct kmem_cache *new = NULL;
3419         static char *tmp_name = NULL;
3420         static DEFINE_MUTEX(mutex);     /* protects tmp_name */
3421
3422         BUG_ON(!memcg_can_account_kmem(memcg));
3423
3424         mutex_lock(&mutex);
3425         /*
3426          * kmem_cache_create_memcg duplicates the given name and
3427          * cgroup_name for this name requires RCU context.
3428          * This static temporary buffer is used to prevent from
3429          * pointless shortliving allocation.
3430          */
3431         if (!tmp_name) {
3432                 tmp_name = kmalloc(PATH_MAX, GFP_KERNEL);
3433                 if (!tmp_name)
3434                         goto out;
3435         }
3436
3437         rcu_read_lock();
3438         snprintf(tmp_name, PATH_MAX, "%s(%d:%s)", s->name,
3439                          memcg_cache_id(memcg), cgroup_name(memcg->css.cgroup));
3440         rcu_read_unlock();
3441
3442         new = kmem_cache_create_memcg(memcg, tmp_name, s->object_size, s->align,
3443                                       (s->flags & ~SLAB_PANIC), s->ctor, s);
3444         if (new)
3445                 new->allocflags |= __GFP_KMEMCG;
3446         else
3447                 new = s;
3448 out:
3449         mutex_unlock(&mutex);
3450         return new;
3451 }
3452
3453 void kmem_cache_destroy_memcg_children(struct kmem_cache *s)
3454 {
3455         struct kmem_cache *c;
3456         int i;
3457
3458         if (!s->memcg_params)
3459                 return;
3460         if (!s->memcg_params->is_root_cache)
3461                 return;
3462
3463         /*
3464          * If the cache is being destroyed, we trust that there is no one else
3465          * requesting objects from it. Even if there are, the sanity checks in
3466          * kmem_cache_destroy should caught this ill-case.
3467          *
3468          * Still, we don't want anyone else freeing memcg_caches under our
3469          * noses, which can happen if a new memcg comes to life. As usual,
3470          * we'll take the activate_kmem_mutex to protect ourselves against
3471          * this.
3472          */
3473         mutex_lock(&activate_kmem_mutex);
3474         for_each_memcg_cache_index(i) {
3475                 c = cache_from_memcg_idx(s, i);
3476                 if (!c)
3477                         continue;
3478
3479                 /*
3480                  * We will now manually delete the caches, so to avoid races
3481                  * we need to cancel all pending destruction workers and
3482                  * proceed with destruction ourselves.
3483                  *
3484                  * kmem_cache_destroy() will call kmem_cache_shrink internally,
3485                  * and that could spawn the workers again: it is likely that
3486                  * the cache still have active pages until this very moment.
3487                  * This would lead us back to mem_cgroup_destroy_cache.
3488                  *
3489                  * But that will not execute at all if the "dead" flag is not
3490                  * set, so flip it down to guarantee we are in control.
3491                  */
3492                 c->memcg_params->dead = false;
3493                 cancel_work_sync(&c->memcg_params->destroy);
3494                 kmem_cache_destroy(c);
3495         }
3496         mutex_unlock(&activate_kmem_mutex);
3497 }
3498
3499 struct create_work {
3500         struct mem_cgroup *memcg;
3501         struct kmem_cache *cachep;
3502         struct work_struct work;
3503 };
3504
3505 static void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3506 {
3507         struct kmem_cache *cachep;
3508         struct memcg_cache_params *params;
3509
3510         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3511                 return;
3512
3513         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3514         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list) {
3515                 cachep = memcg_params_to_cache(params);
3516                 cachep->memcg_params->dead = true;
3517                 schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3518         }
3519         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3520 }
3521
3522 static void memcg_create_cache_work_func(struct work_struct *w)
3523 {
3524         struct create_work *cw;
3525
3526         cw = container_of(w, struct create_work, work);
3527         memcg_create_kmem_cache(cw->memcg, cw->cachep);
3528         css_put(&cw->memcg->css);
3529         kfree(cw);
3530 }
3531
3532 /*
3533  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
3534  */
3535 static void __memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3536                                          struct kmem_cache *cachep)
3537 {
3538         struct create_work *cw;
3539
3540         cw = kmalloc(sizeof(struct create_work), GFP_NOWAIT);
3541         if (cw == NULL) {
3542                 css_put(&memcg->css);
3543                 return;
3544         }
3545
3546         cw->memcg = memcg;
3547         cw->cachep = cachep;
3548
3549         INIT_WORK(&cw->work, memcg_create_cache_work_func);
3550         schedule_work(&cw->work);
3551 }
3552
3553 static void memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3554                                        struct kmem_cache *cachep)
3555 {
3556         /*
3557          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
3558          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
3559          * in __memcg_create_cache_enqueue will recurse.
3560          *
3561          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
3562          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
3563          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
3564          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
3565          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
3566          */
3567         memcg_stop_kmem_account();
3568         __memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3569         memcg_resume_kmem_account();
3570 }
3571 /*
3572  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
3573  * We try to use the current memcg's version of the cache.
3574  *
3575  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
3576  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
3577  * in a workqueue.
3578  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
3579  * the original cache.
3580  *
3581  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
3582  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
3583  */
3584 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
3585                                           gfp_t gfp)
3586 {
3587         struct mem_cgroup *memcg;
3588         struct kmem_cache *memcg_cachep;
3589
3590         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
3591         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
3592
3593         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3594                 return cachep;
3595
3596         rcu_read_lock();
3597         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
3598
3599         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
3600                 goto out;
3601
3602         memcg_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, memcg_cache_id(memcg));
3603         if (likely(memcg_cachep)) {
3604                 cachep = memcg_cachep;
3605                 goto out;
3606         }
3607
3608         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
3609         if (!css_tryget(&memcg->css))
3610                 goto out;
3611         rcu_read_unlock();
3612
3613         /*
3614          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
3615          * context), we could be be predictable and return right away.
3616          * This would guarantee that the allocation being performed
3617          * already belongs in the new cache.
3618          *
3619          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
3620          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
3621          * kmem_cache_dup, this means no further allocation could happen
3622          * with the slab_mutex held.
3623          *
3624          * Also, because cache creation issue get_online_cpus(), this
3625          * creates a lock chain: memcg_slab_mutex -> cpu_hotplug_mutex,
3626          * that ends up reversed during cpu hotplug. (cpuset allocates
3627          * a bunch of GFP_KERNEL memory during cpuup). Due to all that,
3628          * better to defer everything.
3629          */
3630         memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3631         return cachep;
3632 out:
3633         rcu_read_unlock();
3634         return cachep;
3635 }
3636 EXPORT_SYMBOL(__memcg_kmem_get_cache);
3637
3638 /*
3639  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
3640  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
3641  * need a further commit step to do the final arrangements.
3642  *
3643  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
3644  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
3645  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
3646  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
3647  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
3648  * the compiled-out case as well.
3649  *
3650  * Returning true means the allocation is possible.
3651  */
3652 bool
3653 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
3654 {
3655         struct mem_cgroup *memcg;
3656         int ret;
3657
3658         *_memcg = NULL;
3659
3660         /*
3661          * Disabling accounting is only relevant for some specific memcg
3662          * internal allocations. Therefore we would initially not have such
3663          * check here, since direct calls to the page allocator that are marked
3664          * with GFP_KMEMCG only happen outside memcg core. We are mostly
3665          * concerned with cache allocations, and by having this test at
3666          * memcg_kmem_get_cache, we are already able to relay the allocation to
3667          * the root cache and bypass the memcg cache altogether.
3668          *
3669          * There is one exception, though: the SLUB allocator does not create
3670          * large order caches, but rather service large kmallocs directly from
3671          * the page allocator. Therefore, the following sequence when backed by
3672          * the SLUB allocator:
3673          *
3674          *      memcg_stop_kmem_account();
3675          *      kmalloc(<large_number>)
3676          *      memcg_resume_kmem_account();
3677          *
3678          * would effectively ignore the fact that we should skip accounting,
3679          * since it will drive us directly to this function without passing
3680          * through the cache selector memcg_kmem_get_cache. Such large
3681          * allocations are extremely rare but can happen, for instance, for the
3682          * cache arrays. We bring this test here.
3683          */
3684         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3685                 return true;
3686
3687         memcg = try_get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
3688
3689         /*
3690          * very rare case described in mem_cgroup_from_task. Unfortunately there
3691          * isn't much we can do without complicating this too much, and it would
3692          * be gfp-dependent anyway. Just let it go
3693          */
3694         if (unlikely(!memcg))
3695                 return true;
3696
3697         if (!memcg_can_account_kmem(memcg)) {
3698                 css_put(&memcg->css);
3699                 return true;
3700         }
3701
3702         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, PAGE_SIZE << order);
3703         if (!ret)
3704                 *_memcg = memcg;
3705
3706         css_put(&memcg->css);
3707         return (ret == 0);
3708 }
3709
3710 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3711                               int order)
3712 {
3713         struct page_cgroup *pc;
3714
3715         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3716
3717         /* The page allocation failed. Revert */
3718         if (!page) {
3719                 memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3720                 return;
3721         }
3722
3723         pc = lookup_page_cgroup(page);
3724         lock_page_cgroup(pc);
3725         pc->mem_cgroup = memcg;
3726         SetPageCgroupUsed(pc);
3727         unlock_page_cgroup(pc);
3728 }
3729
3730 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
3731 {
3732         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3733         struct page_cgroup *pc;
3734
3735
3736         pc = lookup_page_cgroup(page);
3737         /*
3738          * Fast unlocked return. Theoretically might have changed, have to
3739          * check again after locking.
3740          */
3741         if (!PageCgroupUsed(pc))
3742                 return;
3743
3744         lock_page_cgroup(pc);
3745         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3746                 memcg = pc->mem_cgroup;
3747                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3748         }
3749         unlock_page_cgroup(pc);
3750
3751         /*
3752          * We trust that only if there is a memcg associated with the page, it
3753          * is a valid allocation
3754          */
3755         if (!memcg)
3756                 return;
3757
3758         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
3759         memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3760 }
3761 #else
3762 static inline void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3763 {
3764 }
3765 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3766
3767 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3768
3769 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
3770 /*
3771  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3772  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
3773  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
3774  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
3775  */
3776 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3777 {
3778         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
3779         struct page_cgroup *pc;
3780         struct mem_cgroup *memcg;
3781         int i;
3782
3783         if (mem_cgroup_disabled())
3784                 return;
3785
3786         memcg = head_pc->mem_cgroup;
3787         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3788                 pc = head_pc + i;
3789                 pc->mem_cgroup = memcg;
3790                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
3791                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
3792         }
3793         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
3794                        HPAGE_PMD_NR);
3795 }
3796 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3797
3798 static inline
3799 void mem_cgroup_move_account_page_stat(struct mem_cgroup *from,
3800                                         struct mem_cgroup *to,
3801                                         unsigned int nr_pages,
3802                                         enum mem_cgroup_stat_index idx)
3803 {
3804         /* Update stat data for mem_cgroup */
3805         preempt_disable();
3806         __this_cpu_sub(from->stat->count[idx], nr_pages);
3807         __this_cpu_add(to->stat->count[idx], nr_pages);
3808         preempt_enable();
3809 }
3810
3811 /**
3812  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3813  * @page: the page
3814  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3815  * @pc: page_cgroup of the page.
3816  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3817  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3818  *
3819  * The caller must confirm following.
3820  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3821  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3822  *
3823  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3824  * from old cgroup.
3825  */
3826 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3827                                    unsigned int nr_pages,
3828                                    struct page_cgroup *pc,
3829                                    struct mem_cgroup *from,
3830                                    struct mem_cgroup *to)
3831 {
3832         unsigned long flags;
3833         int ret;
3834         bool anon = PageAnon(page);
3835
3836         VM_BUG_ON(from == to);
3837         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
3838         /*
3839          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3840          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3841          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3842          * hold it.
3843          */
3844         ret = -EBUSY;
3845         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3846                 goto out;
3847
3848         lock_page_cgroup(pc);
3849
3850         ret = -EINVAL;
3851         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
3852                 goto unlock;
3853
3854         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
3855
3856         if (!anon && page_mapped(page))
3857                 mem_cgroup_move_account_page_stat(from, to, nr_pages,
3858                         MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED);
3859
3860         if (PageWriteback(page))
3861                 mem_cgroup_move_account_page_stat(from, to, nr_pages,
3862                         MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK);
3863
3864         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, anon, -nr_pages);
3865
3866         /* caller should have done css_get */
3867         pc->mem_cgroup = to;
3868         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, anon, nr_pages);
3869         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
3870         ret = 0;
3871 unlock:
3872         unlock_page_cgroup(pc);
3873         /*
3874          * check events
3875          */
3876         memcg_check_events(to, page);
3877         memcg_check_events(from, page);
3878 out:
3879         return ret;
3880 }
3881
3882 /**
3883  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
3884  * @page: the page to move
3885  * @pc: page_cgroup of the page
3886  * @child: page's cgroup
3887  *
3888  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
3889  * parent (aka use_hierarchy==0).
3890  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
3891  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
3892  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
3893  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
3894  * on the next attempt and the call should be retried later.
3895  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
3896  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
3897  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
3898  * LRU or vanish.
3899  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
3900  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
3901  * disappear in the next attempt.
3902  */
3903 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
3904                                   struct page_cgroup *pc,
3905                                   struct mem_cgroup *child)
3906 {
3907         struct mem_cgroup *parent;
3908         unsigned int nr_pages;
3909         unsigned long uninitialized_var(flags);
3910         int ret;
3911
3912         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
3913
3914         ret = -EBUSY;
3915         if (!get_page_unless_zero(page))
3916                 goto out;
3917         if (isolate_lru_page(page))
3918                 goto put;
3919
3920         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
3921
3922         parent = parent_mem_cgroup(child);
3923         /*
3924          * If no parent, move charges to root cgroup.
3925          */
3926         if (!parent)
3927                 parent = root_mem_cgroup;
3928
3929         if (nr_pages > 1) {
3930                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
3931                 flags = compound_lock_irqsave(page);
3932         }
3933
3934         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
3935                                 pc, child, parent);
3936         if (!ret)
3937                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
3938
3939         if (nr_pages > 1)
3940                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
3941         putback_lru_page(page);
3942 put:
3943         put_page(page);
3944 out:
3945         return ret;
3946 }
3947
3948 /*
3949  * Charge the memory controller for page usage.
3950  * Return
3951  * 0 if the charge was successful
3952  * < 0 if the cgroup is over its limit
3953  */
3954 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3955                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
3956 {
3957         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3958         unsigned int nr_pages = 1;
3959         bool oom = true;
3960         int ret;
3961
3962         if (PageTransHuge(page)) {
3963                 nr_pages <<= compound_order(page);
3964                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
3965                 /*
3966                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
3967                  * fault handler will fall back to regular pages.
3968                  */
3969                 oom = false;
3970         }
3971
3972         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
3973         if (ret == -ENOMEM)
3974                 return ret;
3975         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, ctype, false);
3976         return 0;
3977 }
3978
3979 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
3980                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
3981 {
3982         if (mem_cgroup_disabled())
3983                 return 0;
3984         VM_BUG_ON_PAGE(page_mapped(page), page);
3985         VM_BUG_ON_PAGE(page->mapping && !PageAnon(page), page);
3986         VM_BUG_ON(!mm);
3987         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
3988                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3989 }
3990
3991 /*
3992  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
3993  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
3994  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
3995  * "commit()" or removed by "cancel()"
3996  */
3997 static int __mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
3998                                           struct page *page,
3999                                           gfp_t mask,
4000                                           struct mem_cgroup **memcgp)
4001 {
4002         struct mem_cgroup *memcg;
4003         struct page_cgroup *pc;
4004         int ret;
4005
4006         pc = lookup_page_cgroup(page);
4007         /*
4008          * Every swap fault against a single page tries to charge the
4009          * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
4010          * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
4011          * the page lock, which serializes swap cache removal, which
4012          * in turn serializes uncharging.
4013          */
4014         if (PageCgroupUsed(pc))
4015                 return 0;
4016         if (!do_swap_account)
4017                 goto charge_cur_mm;
4018         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
4019         if (!memcg)
4020                 goto charge_cur_mm;
4021         *memcgp = memcg;
4022         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
4023         css_put(&memcg->css);
4024         if (ret == -EINTR)
4025                 ret = 0;
4026         return ret;
4027 charge_cur_mm:
4028         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
4029         if (ret == -EINTR)
4030                 ret = 0;
4031         return ret;
4032 }
4033
4034 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm, struct page *page,
4035                                  gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
4036 {
4037         *memcgp = NULL;
4038         if (mem_cgroup_disabled())
4039                 return 0;
4040         /*
4041          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already
4042          * updated the pte, and even removed page from swap cache: in
4043          * those cases unuse_pte()'s pte_same() test will fail; but
4044          * there's also a KSM case which does need to charge the page.
4045          */
4046         if (!PageSwapCache(page)) {
4047                 int ret;
4048
4049                 ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, 1, memcgp, true);
4050                 if (ret == -EINTR)
4051                         ret = 0;
4052                 return ret;
4053         }
4054         return __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, memcgp);
4055 }
4056
4057 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
4058 {
4059         if (mem_cgroup_disabled())
4060                 return;
4061         if (!memcg)
4062                 return;
4063         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
4064 }
4065
4066 static void
4067 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
4068                                         enum charge_type ctype)
4069 {
4070         if (mem_cgroup_disabled())
4071                 return;
4072         if (!memcg)
4073                 return;
4074
4075         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
4076         /*
4077          * Now swap is on-memory. This means this page may be
4078          * counted both as mem and swap....double count.
4079          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
4080          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
4081          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
4082          */
4083         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
4084                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
4085                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
4086         }
4087 }
4088
4089 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
4090                                      struct mem_cgroup *memcg)
4091 {
4092         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
4093                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
4094 }
4095
4096 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
4097                                 gfp_t gfp_mask)
4098 {
4099         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4100         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4101         int ret;
4102
4103         if (mem_cgroup_disabled())
4104                 return 0;
4105         if (PageCompound(page))
4106                 return 0;
4107
4108         if (!PageSwapCache(page))
4109                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
4110         else { /* page is swapcache/shmem */
4111                 ret = __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page,
4112                                                      gfp_mask, &memcg);
4113                 if (!ret)
4114                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
4115         }
4116         return ret;
4117 }
4118
4119 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
4120                                    unsigned int nr_pages,
4121                                    const enum charge_type ctype)
4122 {
4123         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
4124         bool uncharge_memsw = true;
4125
4126         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
4127         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
4128                 uncharge_memsw = false;
4129
4130         batch = &current->memcg_batch;
4131         /*
4132          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
4133          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
4134          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
4135          */
4136         if (!batch->memcg)
4137                 batch->memcg = memcg;
4138         /*
4139          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
4140          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
4141          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
4142          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
4143          * because we want to do uncharge as soon as possible.
4144          */
4145
4146         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
4147                 goto direct_uncharge;
4148
4149         if (nr_pages > 1)
4150                 goto direct_uncharge;
4151
4152         /*
4153          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
4154          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
4155          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
4156          */
4157         if (batch->memcg != memcg)
4158                 goto direct_uncharge;
4159         /* remember freed charge and uncharge it later */
4160         batch->nr_pages++;
4161         if (uncharge_memsw)
4162                 batch->memsw_nr_pages++;
4163         return;
4164 direct_uncharge:
4165         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
4166         if (uncharge_memsw)
4167                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
4168         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
4169                 memcg_oom_recover(memcg);
4170 }
4171
4172 /*
4173  * uncharge if !page_mapped(page)
4174  */
4175 static struct mem_cgroup *
4176 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype,
4177                              bool end_migration)
4178 {
4179         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4180         unsigned int nr_pages = 1;
4181         struct page_cgroup *pc;
4182         bool anon;
4183
4184         if (mem_cgroup_disabled())
4185                 return NULL;
4186
4187         if (PageTransHuge(page)) {
4188                 nr_pages <<= compound_order(page);
4189                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
4190         }
4191         /*
4192          * Check if our page_cgroup is valid
4193          */
4194         pc = lookup_page_cgroup(page);
4195         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
4196                 return NULL;
4197
4198         lock_page_cgroup(pc);
4199
4200         memcg = pc->mem_cgroup;
4201
4202         if (!PageCgroupUsed(pc))
4203                 goto unlock_out;
4204
4205         anon = PageAnon(page);
4206
4207         switch (ctype) {
4208         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON:
4209                 /*
4210                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
4211                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
4212                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
4213                  */
4214                 anon = true;
4215                 /* fallthrough */
4216         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
4217                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
4218                 if (page_mapped(page))
4219                         goto unlock_out;
4220                 /*
4221                  * Pages under migration may not be uncharged.  But
4222                  * end_migration() /must/ be the one uncharging the
4223                  * unused post-migration page and so it has to call
4224                  * here with the migration bit still set.  See the
4225                  * res_counter handling below.
4226                  */
4227                 if (!end_migration && PageCgroupMigration(pc))
4228                         goto unlock_out;
4229                 break;
4230         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
4231                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
4232                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
4233                                 goto unlock_out;
4234                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
4235                                 goto unlock_out;
4236                 break;
4237         default:
4238                 break;
4239         }
4240
4241         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, -nr_pages);
4242
4243         ClearPageCgroupUsed(pc);
4244         /*
4245          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
4246          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
4247          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
4248          * special functions.
4249          */
4250
4251         unlock_page_cgroup(pc);
4252         /*
4253          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
4254          * will never be freed, so it's safe to call css_get().
4255          */
4256         memcg_check_events(memcg, page);
4257         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
4258                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
4259                 css_get(&memcg->css);
4260         }
4261         /*
4262          * Migration does not charge the res_counter for the
4263          * replacement page, so leave it alone when phasing out the
4264          * page that is unused after the migration.
4265          */
4266         if (!end_migration && !mem_cgroup_is_root(memcg))
4267                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
4268
4269         return memcg;
4270
4271 unlock_out:
4272         unlock_page_cgroup(pc);
4273         return NULL;
4274 }
4275
4276 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
4277 {
4278         /* early check. */
4279         if (page_mapped(page))
4280                 return;
4281         VM_BUG_ON_PAGE(page->mapping && !PageAnon(page), page);
4282         /*
4283          * If the page is in swap cache, uncharge should be deferred
4284          * to the swap path, which also properly accounts swap usage
4285          * and handles memcg lifetime.
4286          *
4287          * Note that this check is not stable and reclaim may add the
4288          * page to swap cache at any time after this.  However, if the
4289          * page is not in swap cache by the time page->mapcount hits
4290          * 0, there won't be any page table references to the swap
4291          * slot, and reclaim will free it and not actually write the
4292          * page to disk.
4293          */
4294         if (PageSwapCache(page))
4295                 return;
4296         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
4297 }
4298
4299 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
4300 {
4301         VM_BUG_ON_PAGE(page_mapped(page), page);
4302         VM_BUG_ON_PAGE(page->mapping, page);
4303         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE, false);
4304 }
4305
4306 /*
4307  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
4308  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
4309  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
4310  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
4311  * This may be called prural(2) times in a context,
4312  */
4313
4314 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
4315 {
4316         current->memcg_batch.do_batch++;
4317         /* We can do nest. */
4318         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
4319                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
4320                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
4321                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
4322         }
4323 }
4324
4325 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
4326 {
4327         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
4328
4329         if (!batch->do_batch)
4330                 return;
4331
4332         batch->do_batch--;
4333         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
4334                 return;
4335
4336         if (!batch->memcg)
4337                 return;
4338         /*
4339          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
4340          * bacause we hide charges behind us.
4341          */
4342         if (batch->nr_pages)
4343                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
4344                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
4345         if (batch->memsw_nr_pages)
4346                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
4347                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
4348         memcg_oom_recover(batch->memcg);
4349         /* forget this pointer (for sanity check) */
4350         batch->memcg = NULL;
4351 }
4352
4353 #ifdef CONFIG_SWAP
4354 /*
4355  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
4356  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
4357  */
4358 void
4359 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
4360 {
4361         struct mem_cgroup *memcg;
4362         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
4363
4364         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
4365                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
4366
4367         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype, false);
4368
4369         /*
4370          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
4371          * css_get() was called in uncharge().
4372          */
4373         if (do_swap_account && swapout && memcg)
4374                 swap_cgroup_record(ent, mem_cgroup_id(memcg));
4375 }
4376 #endif
4377
4378 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4379 /*
4380  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
4381  * uncharge "memsw" account.
4382  */
4383 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
4384 {
4385         struct mem_cgroup *memcg;
4386         unsigned short id;
4387
4388         if (!do_swap_account)
4389                 return;
4390
4391         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
4392         rcu_read_lock();
4393         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
4394         if (memcg) {
4395                 /*
4396                  * We uncharge this because swap is freed.
4397                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
4398                  */
4399                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4400                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
4401                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
4402                 css_put(&memcg->css);
4403         }
4404         rcu_read_unlock();
4405 }
4406
4407 /**
4408  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
4409  * @entry: swap entry to be moved
4410  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
4411  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
4412  *
4413  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
4414  * as the mem_cgroup's id of @from.
4415  *
4416  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
4417  *
4418  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
4419  * both res and memsw, and called css_get().
4420  */
4421 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4422                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4423 {
4424         unsigned short old_id, new_id;
4425
4426         old_id = mem_cgroup_id(from);
4427         new_id = mem_cgroup_id(to);
4428
4429         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
4430                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
4431                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
4432                 /*
4433                  * This function is only called from task migration context now.
4434                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
4435                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
4436                  * improvement. But we cannot postpone css_get(to)  because if
4437                  * the process that has been moved to @to does swap-in, the
4438                  * refcount of @to might be decreased to 0.
4439                  *
4440                  * We are in attach() phase, so the cgroup is guaranteed to be
4441                  * alive, so we can just call css_get().
4442                  */
4443                 css_get(&to->css);
4444                 return 0;
4445         }
4446         return -EINVAL;
4447 }
4448 #else
4449 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4450                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4451 {
4452         return -EINVAL;
4453 }
4454 #endif
4455
4456 /*
4457  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
4458  * page belongs to.
4459  */
4460 void mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page, struct page *newpage,
4461                                   struct mem_cgroup **memcgp)
4462 {
4463         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4464         unsigned int nr_pages = 1;
4465         struct page_cgroup *pc;
4466         enum charge_type ctype;
4467
4468         *memcgp = NULL;
4469
4470         if (mem_cgroup_disabled())
4471                 return;
4472
4473         if (PageTransHuge(page))
4474                 nr_pages <<= compound_order(page);
4475
4476         pc = lookup_page_cgroup(page);
4477         lock_page_cgroup(pc);
4478         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4479                 memcg = pc->mem_cgroup;
4480                 css_get(&memcg->css);
4481                 /*
4482                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
4483                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
4484                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
4485                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
4486                  * until end_migration() is called
4487                  *
4488                  * Corner Case Thinking
4489                  * A)
4490                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
4491                  * while migration was ongoing.
4492                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
4493                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
4494                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
4495                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
4496                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
4497                  *
4498                  * B)
4499                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
4500                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
4501                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
4502                  * without charging it again.
4503                  *
4504                  * C)
4505                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
4506                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
4507                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
4508                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
4509                  */
4510                 if (PageAnon(page))
4511                         SetPageCgroupMigration(pc);
4512         }
4513         unlock_page_cgroup(pc);
4514         /*
4515          * If the page is not charged at this point,
4516          * we return here.
4517          */
4518         if (!memcg)
4519                 return;
4520
4521         *memcgp = memcg;
4522         /*
4523          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
4524          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
4525          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
4526          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
4527          */
4528         if (PageAnon(page))
4529                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON;
4530         else
4531                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4532         /*
4533          * The page is committed to the memcg, but it's not actually
4534          * charged to the res_counter since we plan on replacing the
4535          * old one and only one page is going to be left afterwards.
4536          */
4537         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, nr_pages, ctype, false);
4538 }
4539
4540 /* remove redundant charge if migration failed*/
4541 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
4542         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
4543 {
4544         struct page *used, *unused;
4545         struct page_cgroup *pc;
4546         bool anon;
4547
4548         if (!memcg)
4549                 return;
4550
4551         if (!migration_ok) {
4552                 used = oldpage;
4553                 unused = newpage;
4554         } else {
4555                 used = newpage;
4556                 unused = oldpage;
4557         }
4558         anon = PageAnon(used);
4559         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
4560                                      anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON
4561                                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE,
4562                                      true);
4563         css_put(&memcg->css);
4564         /*
4565          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
4566          * of the page goes down to zero, temporarly.
4567          * Clear the flag and check the page should be charged.
4568          */
4569         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4570         lock_page_cgroup(pc);
4571         ClearPageCgroupMigration(pc);
4572         unlock_page_cgroup(pc);
4573
4574         /*
4575          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
4576          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
4577          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
4578          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
4579          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
4580          * check. (see prepare_charge() also)
4581          */
4582         if (anon)
4583                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
4584 }
4585
4586 /*
4587  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
4588  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
4589  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
4590  */
4591 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
4592                                   struct page *newpage)
4593 {
4594         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4595         struct page_cgroup *pc;
4596         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4597
4598         if (mem_cgroup_disabled())
4599                 return;
4600
4601         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4602         /* fix accounting on old pages */
4603         lock_page_cgroup(pc);
4604         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4605                 memcg = pc->mem_cgroup;
4606                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, oldpage, false, -1);
4607                 ClearPageCgroupUsed(pc);
4608         }
4609         unlock_page_cgroup(pc);
4610
4611         /*
4612          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
4613          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
4614          */
4615         if (!memcg)
4616                 return;
4617         /*
4618          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
4619          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
4620          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
4621          */
4622         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
4623 }
4624
4625 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4626 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
4627 {
4628         struct page_cgroup *pc;
4629
4630         pc = lookup_page_cgroup(page);
4631         /*
4632          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
4633          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
4634          * or when mem_cgroup_disabled().
4635          */
4636         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
4637                 return pc;
4638         return NULL;
4639 }
4640
4641 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
4642 {
4643         if (mem_cgroup_disabled())
4644                 return false;
4645
4646         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
4647 }
4648
4649 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
4650 {
4651         struct page_cgroup *pc;
4652
4653         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
4654         if (pc) {
4655                 pr_alert("pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
4656                          pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
4657         }
4658 }
4659 #endif
4660
4661 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4662                                 unsigned long long val)
4663 {
4664         int retry_count;
4665         u64 memswlimit, memlimit;
4666         int ret = 0;
4667         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4668         u64 curusage, oldusage;
4669         int enlarge;
4670
4671         /*
4672          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
4673          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
4674          * of # of children which we should visit in this loop.
4675          */
4676         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
4677
4678         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4679
4680         enlarge = 0;
4681         while (retry_count) {
4682                 if (signal_pending(current)) {
4683                         ret = -EINTR;
4684                         break;
4685                 }
4686                 /*
4687                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4688                  * open coded manner. You see what this really does.
4689                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4690                  */
4691                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4692                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4693                 if (memswlimit < val) {
4694                         ret = -EINVAL;
4695                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4696                         break;
4697                 }
4698
4699                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4700                 if (memlimit < val)
4701                         enlarge = 1;
4702
4703                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
4704                 if (!ret) {
4705                         if (memswlimit == val)
4706                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4707                         else
4708                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4709                 }
4710                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4711
4712                 if (!ret)
4713                         break;
4714
4715                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4716                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4717                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4718                 /* Usage is reduced ? */
4719                 if (curusage >= oldusage)
4720                         retry_count--;
4721                 else
4722                         oldusage = curusage;
4723         }
4724         if (!ret && enlarge)
4725                 memcg_oom_recover(memcg);
4726
4727         return ret;
4728 }
4729
4730 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4731                                         unsigned long long val)
4732 {
4733         int retry_count;
4734         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
4735         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4736         int ret = -EBUSY;
4737         int enlarge = 0;
4738
4739         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
4740         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4741         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4742         while (retry_count) {
4743                 if (signal_pending(current)) {
4744                         ret = -EINTR;
4745                         break;
4746                 }
4747                 /*
4748                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4749                  * open coded manner. You see what this really does.
4750                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4751                  */
4752                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4753                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4754                 if (memlimit > val) {
4755                         ret = -EINVAL;
4756                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4757                         break;
4758                 }
4759                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4760                 if (memswlimit < val)
4761                         enlarge = 1;
4762                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
4763                 if (!ret) {
4764                         if (memlimit == val)
4765                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4766                         else
4767                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4768                 }
4769                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4770
4771                 if (!ret)
4772                         break;
4773
4774                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4775                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
4776                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4777                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4778                 /* Usage is reduced ? */
4779                 if (curusage >= oldusage)
4780                         retry_count--;
4781                 else
4782                         oldusage = curusage;
4783         }
4784         if (!ret && enlarge)
4785                 memcg_oom_recover(memcg);
4786         return ret;
4787 }
4788
4789 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
4790                                             gfp_t gfp_mask,
4791                                             unsigned long *total_scanned)
4792 {
4793         unsigned long nr_reclaimed = 0;
4794         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
4795         unsigned long reclaimed;
4796         int loop = 0;
4797         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
4798         unsigned long long excess;
4799         unsigned long nr_scanned;
4800
4801         if (order > 0)
4802                 return 0;
4803
4804         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
4805         /*
4806          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
4807          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
4808          * pressure
4809          */
4810         do {
4811                 if (next_mz)
4812                         mz = next_mz;
4813                 else
4814                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4815                 if (!mz)
4816                         break;
4817
4818                 nr_scanned = 0;
4819                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
4820                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
4821                 nr_reclaimed += reclaimed;
4822                 *total_scanned += nr_scanned;
4823                 spin_lock(&mctz->lock);
4824
4825                 /*
4826                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
4827                  * it is time to move on to the next cgroup
4828                  */
4829                 next_mz = NULL;
4830                 if (!reclaimed) {
4831                         do {
4832                                 /*
4833                                  * Loop until we find yet another one.
4834                                  *
4835                                  * By the time we get the soft_limit lock
4836                                  * again, someone might have aded the
4837                                  * group back on the RB tree. Iterate to
4838                                  * make sure we get a different mem.
4839                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
4840                                  * NULL if no other cgroup is present on
4841                                  * the tree
4842                                  */
4843                                 next_mz =
4844                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4845                                 if (next_mz == mz)
4846                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
4847                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
4848                                         break;
4849                         } while (1);
4850                 }
4851                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
4852                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
4853                 /*
4854                  * One school of thought says that we should not add
4855                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
4856                  * But our reclaim could return 0, simply because due
4857                  * to priority we are exposing a smaller subset of
4858                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
4859                  * term TODO.
4860                  */
4861                 /* If excess == 0, no tree ops */
4862                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->memcg, mz, mctz, excess);
4863                 spin_unlock(&mctz->lock);
4864                 css_put(&mz->memcg->css);
4865                 loop++;
4866                 /*
4867                  * Could not reclaim anything and there are no more
4868                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
4869                  * reclaiming anything.
4870                  */
4871                 if (!nr_reclaimed &&
4872                         (next_mz == NULL ||
4873                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
4874                         break;
4875         } while (!nr_reclaimed);
4876         if (next_mz)
4877                 css_put(&next_mz->memcg->css);
4878         return nr_reclaimed;
4879 }
4880
4881 /**
4882  * mem_cgroup_force_empty_list - clears LRU of a group
4883  * @memcg: group to clear
4884  * @node: NUMA node
4885  * @zid: zone id
4886  * @lru: lru to to clear
4887  *
4888  * Traverse a specified page_cgroup list and try to drop them all.  This doesn't
4889  * reclaim the pages page themselves - pages are moved to the parent (or root)
4890  * group.
4891  */
4892 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
4893                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
4894 {
4895         struct lruvec *lruvec;
4896         unsigned long flags;
4897         struct list_head *list;
4898         struct page *busy;
4899         struct zone *zone;
4900
4901         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
4902         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
4903         list = &lruvec->lists[lru];
4904
4905         busy = NULL;
4906         do {
4907                 struct page_cgroup *pc;
4908                 struct page *page;
4909
4910                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
4911                 if (list_empty(list)) {
4912                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4913                         break;
4914                 }
4915                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
4916                 if (busy == page) {
4917                         list_move(&page->lru, list);
4918                         busy = NULL;
4919                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4920                         continue;
4921                 }
4922                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4923
4924                 pc = lookup_page_cgroup(page);
4925
4926                 if (mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg)) {
4927                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
4928                         busy = page;
4929                         cond_resched();
4930                 } else
4931                         busy = NULL;
4932         } while (!list_empty(list));
4933 }
4934
4935 /*
4936  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task by moving
4937  * all the charges and pages to the parent.
4938  * This enables deleting this mem_cgroup.
4939  *
4940  * Caller is responsible for holding css reference on the memcg.
4941  */
4942 static void mem_cgroup_reparent_charges(struct mem_cgroup *memcg)
4943 {
4944         int node, zid;
4945         u64 usage;
4946
4947         do {
4948                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
4949                 lru_add_drain_all();
4950                 drain_all_stock_sync(memcg);
4951                 mem_cgroup_start_move(memcg);
4952                 for_each_node_state(node, N_MEMORY) {
4953                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4954                                 enum lru_list lru;
4955                                 for_each_lru(lru) {
4956                                         mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
4957                                                         node, zid, lru);
4958                                 }
4959                         }
4960                 }
4961                 mem_cgroup_end_move(memcg);
4962                 memcg_oom_recover(memcg);
4963                 cond_resched();
4964
4965                 /*
4966                  * Kernel memory may not necessarily be trackable to a specific
4967                  * process. So they are not migrated, and therefore we can't
4968                  * expect their value to drop to 0 here.
4969                  * Having res filled up with kmem only is enough.
4970                  *
4971                  * This is a safety check because mem_cgroup_force_empty_list
4972                  * could have raced with mem_cgroup_replace_page_cache callers
4973                  * so the lru seemed empty but the page could have been added
4974                  * right after the check. RES_USAGE should be safe as we always
4975                  * charge before adding to the LRU.
4976                  */
4977                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) -
4978                         res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE);
4979         } while (usage > 0);
4980 }
4981
4982 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4983 {
4984         lockdep_assert_held(&memcg_create_mutex);
4985         /*
4986          * The lock does not prevent addition or deletion to the list
4987          * of children, but it prevents a new child from being
4988          * initialized based on this parent in css_online(), so it's
4989          * enough to decide whether hierarchically inherited
4990          * attributes can still be changed or not.
4991          */
4992         return memcg->use_hierarchy &&
4993                 !list_empty(&memcg->css.cgroup->children);
4994 }
4995
4996 /*
4997  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
4998  * the rest to the parent.
4999  *
5000  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
5001  */
5002 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
5003 {
5004         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
5005         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
5006
5007         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
5008         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
5009                 return -EBUSY;
5010
5011         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
5012         lru_add_drain_all();
5013         /* try to free all pages in this cgroup */
5014         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
5015                 int progress;
5016
5017                 if (signal_pending(current))
5018                         return -EINTR;
5019
5020                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
5021                                                 false);
5022                 if (!progress) {
5023                         nr_retries--;
5024                         /* maybe some writeback is necessary */
5025                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
5026                 }
5027
5028         }
5029         lru_add_drain();
5030         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
5031
5032         return 0;
5033 }
5034
5035 static int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5036                                         unsigned int event)
5037 {
5038         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5039
5040         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
5041                 return -EINVAL;
5042         return mem_cgroup_force_empty(memcg);
5043 }
5044
5045 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5046                                      struct cftype *cft)
5047 {
5048         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
5049 }
5050
5051 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5052                                       struct cftype *cft, u64 val)
5053 {
5054         int retval = 0;
5055         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5056         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5057
5058         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5059
5060         if (memcg->use_hierarchy == val)
5061                 goto out;
5062
5063         /*
5064          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
5065          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
5066          * occur, provided the current cgroup has no children.
5067          *
5068          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
5069          * set if there are no children.
5070          */
5071         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
5072                                 (val == 1 || val == 0)) {
5073                 if (list_empty(&memcg->css.cgroup->children))
5074                         memcg->use_hierarchy = val;
5075                 else
5076                         retval = -EBUSY;
5077         } else
5078                 retval = -EINVAL;
5079
5080 out:
5081         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5082
5083         return retval;
5084 }
5085
5086
5087 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
5088                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
5089 {
5090         struct mem_cgroup *iter;
5091         long val = 0;
5092
5093         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
5094         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5095                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
5096
5097         if (val < 0) /* race ? */
5098                 val = 0;
5099         return val;
5100 }
5101
5102 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5103 {
5104         u64 val;
5105
5106         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5107                 if (!swap)
5108                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
5109                 else
5110                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
5111         }
5112
5113         /*
5114          * Transparent hugepages are still accounted for in MEM_CGROUP_STAT_RSS
5115          * as well as in MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE.
5116          */
5117         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
5118         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
5119
5120         if (swap)
5121                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
5122
5123         return val << PAGE_SHIFT;
5124 }
5125
5126 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
5127                                    struct cftype *cft)
5128 {
5129         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5130         u64 val;
5131         int name;
5132         enum res_type type;
5133
5134         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5135         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5136
5137         switch (type) {
5138         case _MEM:
5139                 if (name == RES_USAGE)
5140                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
5141                 else
5142                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
5143                 break;
5144         case _MEMSWAP:
5145                 if (name == RES_USAGE)
5146                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
5147                 else
5148                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
5149                 break;
5150         case _KMEM:
5151                 val = res_counter_read_u64(&memcg->kmem, name);
5152                 break;
5153         default:
5154                 BUG();
5155         }
5156
5157         return val;
5158 }
5159
5160 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5161 /* should be called with activate_kmem_mutex held */
5162 static int __memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
5163                                  unsigned long long limit)
5164 {
5165         int err = 0;
5166         int memcg_id;
5167
5168         if (memcg_kmem_is_active(memcg))
5169                 return 0;
5170
5171         /*
5172          * We are going to allocate memory for data shared by all memory
5173          * cgroups so let's stop accounting here.
5174          */
5175         memcg_stop_kmem_account();
5176
5177         /*
5178          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
5179          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
5180          * already joined.
5181          *
5182          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
5183          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
5184          * place, which makes the value quite meaningless.
5185          *
5186          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
5187          * of course permitted.
5188          */
5189         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5190         if (cgroup_task_count(memcg->css.cgroup) || memcg_has_children(memcg))
5191                 err = -EBUSY;
5192         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5193         if (err)
5194                 goto out;
5195
5196         memcg_id = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
5197                                   0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
5198         if (memcg_id < 0) {
5199                 err = memcg_id;
5200                 goto out;
5201         }
5202
5203         /*
5204          * Make sure we have enough space for this cgroup in each root cache's
5205          * memcg_params.
5206          */
5207         err = memcg_update_all_caches(memcg_id + 1);
5208         if (err)
5209                 goto out_rmid;
5210
5211         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
5212         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
5213         mutex_init(&memcg->slab_caches_mutex);
5214
5215         /*
5216          * We couldn't have accounted to this cgroup, because it hasn't got the
5217          * active bit set yet, so this should succeed.
5218          */
5219         err = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, limit);
5220         VM_BUG_ON(err);
5221
5222         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5223         /*
5224          * Setting the active bit after enabling static branching will
5225          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
5226          * patched.
5227          */
5228         memcg_kmem_set_active(memcg);
5229 out:
5230         memcg_resume_kmem_account();
5231         return err;
5232
5233 out_rmid:
5234         ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg_id);
5235         goto out;
5236 }
5237
5238 static int memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
5239                                unsigned long long limit)
5240 {
5241         int ret;
5242
5243         mutex_lock(&activate_kmem_mutex);
5244         ret = __memcg_activate_kmem(memcg, limit);
5245         mutex_unlock(&activate_kmem_mutex);
5246         return ret;
5247 }
5248
5249 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
5250                                    unsigned long long val)
5251 {
5252         int ret;
5253
5254         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5255                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, val);
5256         else
5257                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
5258         return ret;
5259 }
5260
5261 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5262 {
5263         int ret = 0;
5264         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5265
5266         if (!parent)
5267                 return 0;
5268
5269         mutex_lock(&activate_kmem_mutex);
5270         /*
5271          * If the parent cgroup is not kmem-active now, it cannot be activated
5272          * after this point, because it has at least one child already.
5273          */
5274         if (memcg_kmem_is_active(parent))
5275                 ret = __memcg_activate_kmem(memcg, RES_COUNTER_MAX);
5276         mutex_unlock(&activate_kmem_mutex);
5277         return ret;
5278 }
5279 #else
5280 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
5281                                    unsigned long long val)
5282 {
5283         return -EINVAL;
5284 }
5285 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
5286
5287 /*
5288  * The user of this function is...
5289  * RES_LIMIT.
5290  */
5291 static int mem_cgroup_write(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft,
5292                             const char *buffer)
5293 {
5294         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5295         enum res_type type;
5296         int name;
5297         unsigned long long val;
5298         int ret;
5299
5300         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5301         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5302
5303         switch (name) {
5304         case RES_LIMIT:
5305                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
5306                         ret = -EINVAL;
5307                         break;
5308                 }
5309                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
5310                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5311                 if (ret)
5312                         break;
5313                 if (type == _MEM)
5314                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
5315                 else if (type == _MEMSWAP)
5316                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
5317                 else if (type == _KMEM)
5318                         ret = memcg_update_kmem_limit(memcg, val);
5319                 else
5320                         return -EINVAL;
5321                 break;
5322         case RES_SOFT_LIMIT:
5323                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5324                 if (ret)
5325                         break;
5326                 /*
5327                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
5328                  * of semantics, for now, we support soft limits for
5329                  * control without swap
5330                  */
5331                 if (type == _MEM)
5332                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
5333                 else
5334                         ret = -EINVAL;
5335                 break;
5336         default:
5337                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
5338                 break;
5339         }
5340         return ret;
5341 }
5342
5343 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
5344                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
5345 {
5346         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
5347
5348         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5349         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5350         if (!memcg->use_hierarchy)
5351                 goto out;
5352
5353         while (css_parent(&memcg->css)) {
5354                 memcg = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5355                 if (!memcg->use_hierarchy)
5356                         break;
5357                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5358                 min_limit = min(min_limit, tmp);
5359                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5360                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
5361         }
5362 out:
5363         *mem_limit = min_limit;
5364         *memsw_limit = min_memsw_limit;
5365 }
5366
5367 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup_subsys_state *css, unsigned int event)
5368 {
5369         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5370         int name;
5371         enum res_type type;
5372
5373         type = MEMFILE_TYPE(event);
5374         name = MEMFILE_ATTR(event);
5375
5376         switch (name) {
5377         case RES_MAX_USAGE:
5378                 if (type == _MEM)
5379                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
5380                 else if (type == _MEMSWAP)
5381                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
5382                 else if (type == _KMEM)
5383                         res_counter_reset_max(&memcg->kmem);
5384                 else
5385                         return -EINVAL;
5386                 break;
5387         case RES_FAILCNT:
5388                 if (type == _MEM)
5389                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
5390                 else if (type == _MEMSWAP)
5391                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
5392                 else if (type == _KMEM)
5393                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->kmem);
5394                 else
5395                         return -EINVAL;
5396                 break;
5397         }
5398
5399         return 0;
5400 }
5401
5402 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5403                                         struct cftype *cft)
5404 {
5405         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
5406 }
5407
5408 #ifdef CONFIG_MMU
5409 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5410                                         struct cftype *cft, u64 val)
5411 {
5412         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5413
5414         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
5415                 return -EINVAL;
5416
5417         /*
5418          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
5419          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
5420          * on with stale data. This means that changes to this value will only
5421          * affect task migrations starting after the change.
5422          */
5423         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
5424         return 0;
5425 }
5426 #else
5427 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5428                                         struct cftype *cft, u64 val)
5429 {
5430         return -ENOSYS;
5431 }
5432 #endif
5433
5434 #ifdef CONFIG_NUMA
5435 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
5436 {
5437         struct numa_stat {
5438                 const char *name;
5439                 unsigned int lru_mask;
5440         };
5441
5442         static const struct numa_stat stats[] = {
5443                 { "total", LRU_ALL },
5444                 { "file", LRU_ALL_FILE },
5445                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
5446                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
5447         };
5448         const struct numa_stat *stat;
5449         int nid;
5450         unsigned long nr;
5451         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5452
5453         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
5454                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
5455                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
5456                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5457                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5458                                                           stat->lru_mask);
5459                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
5460                 }
5461                 seq_putc(m, '\n');
5462         }
5463
5464         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
5465                 struct mem_cgroup *iter;
5466
5467                 nr = 0;
5468                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5469                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
5470                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
5471                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5472                         nr = 0;
5473                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5474                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
5475                                         iter, nid, stat->lru_mask);
5476                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
5477                 }
5478                 seq_putc(m, '\n');
5479         }
5480
5481         return 0;
5482 }
5483 #endif /* CONFIG_NUMA */
5484
5485 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
5486 {
5487         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
5488 }
5489
5490 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
5491 {
5492         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5493         struct mem_cgroup *mi;
5494         unsigned int i;
5495
5496         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5497                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5498                         continue;
5499                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
5500                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
5501         }
5502
5503         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
5504                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
5505                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
5506
5507         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
5508                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
5509                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
5510
5511         /* Hierarchical information */
5512         {
5513                 unsigned long long limit, memsw_limit;
5514                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
5515                 seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n", limit);
5516                 if (do_swap_account)
5517                         seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
5518                                    memsw_limit);
5519         }
5520
5521         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5522                 long long val = 0;
5523
5524                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5525                         continue;
5526                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5527                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
5528                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
5529         }
5530
5531         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
5532                 unsigned long long val = 0;
5533
5534                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5535                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
5536                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
5537                            mem_cgroup_events_names[i], val);
5538         }
5539
5540         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
5541                 unsigned long long val = 0;
5542
5543                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5544                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
5545                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
5546         }
5547
5548 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5549         {
5550                 int nid, zid;
5551                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5552                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
5553                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
5554                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
5555
5556                 for_each_online_node(nid)
5557                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
5558                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
5559                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
5560
5561                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
5562                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
5563                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
5564                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
5565                         }
5566                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
5567                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
5568                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
5569                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
5570         }
5571 #endif
5572
5573         return 0;
5574 }
5575
5576 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5577                                       struct cftype *cft)
5578 {
5579         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5580
5581         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
5582 }
5583
5584 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5585                                        struct cftype *cft, u64 val)
5586 {
5587         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5588         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5589
5590         if (val > 100 || !parent)
5591                 return -EINVAL;
5592
5593         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5594
5595         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
5596         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5597                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5598                 return -EINVAL;
5599         }
5600
5601         memcg->swappiness = val;
5602
5603         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5604
5605         return 0;
5606 }
5607
5608 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5609 {
5610         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
5611         u64 usage;
5612         int i;
5613
5614         rcu_read_lock();
5615         if (!swap)
5616                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
5617         else
5618                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
5619
5620         if (!t)
5621                 goto unlock;
5622
5623         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
5624
5625         /*
5626          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
5627          * If it's not true, a threshold was crossed after last
5628          * call of __mem_cgroup_threshold().
5629          */
5630         i = t->current_threshold;
5631
5632         /*
5633          * Iterate backward over array of thresholds starting from
5634          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
5635          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
5636          * only one element of the array here.
5637          */
5638         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
5639                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5640
5641         /* i = current_threshold + 1 */
5642         i++;
5643
5644         /*
5645          * Iterate forward over array of thresholds starting from
5646          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
5647          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
5648          * only one element of the array here.
5649          */
5650         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
5651                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5652
5653         /* Update current_threshold */
5654         t->current_threshold = i - 1;
5655 unlock:
5656         rcu_read_unlock();
5657 }
5658
5659 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
5660 {
5661         while (memcg) {
5662                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
5663                 if (do_swap_account)
5664                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
5665
5666                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5667         }
5668 }
5669
5670 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
5671 {
5672         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
5673         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
5674
5675         if (_a->threshold > _b->threshold)
5676                 return 1;
5677
5678         if (_a->threshold < _b->threshold)
5679                 return -1;
5680
5681         return 0;
5682 }
5683
5684 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
5685 {
5686         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
5687
5688         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5689
5690         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
5691                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
5692
5693         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5694         return 0;
5695 }
5696
5697 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
5698 {
5699         struct mem_cgroup *iter;
5700
5701         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5702                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
5703 }
5704
5705 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5706         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
5707 {
5708         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5709         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5710         u64 threshold, usage;
5711         int i, size, ret;
5712
5713         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
5714         if (ret)
5715                 return ret;
5716
5717         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5718
5719         if (type == _MEM)
5720                 thresholds = &memcg->thresholds;
5721         else if (type == _MEMSWAP)
5722                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5723         else
5724                 BUG();
5725
5726         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5727
5728         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
5729         if (thresholds->primary)
5730                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5731
5732         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
5733
5734         /* Allocate memory for new array of thresholds */
5735         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5736                         GFP_KERNEL);
5737         if (!new) {
5738                 ret = -ENOMEM;
5739                 goto unlock;
5740         }
5741         new->size = size;
5742
5743         /* Copy thresholds (if any) to new array */
5744         if (thresholds->primary) {
5745                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
5746                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
5747         }
5748
5749         /* Add new threshold */
5750         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
5751         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
5752
5753         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
5754         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5755                         compare_thresholds, NULL);
5756
5757         /* Find current threshold */
5758         new->current_threshold = -1;
5759         for (i = 0; i < size; i++) {
5760                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
5761                         /*
5762                          * new->current_threshold will not be used until
5763                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5764                          * it here.
5765                          */
5766                         ++new->current_threshold;
5767                 } else
5768                         break;
5769         }
5770
5771         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
5772         kfree(thresholds->spare);
5773         thresholds->spare = thresholds->primary;
5774
5775         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5776
5777         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5778         synchronize_rcu();
5779
5780 unlock:
5781         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5782
5783         return ret;
5784 }
5785
5786 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5787         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5788 {
5789         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
5790 }
5791
5792 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5793         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5794 {
5795         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
5796 }
5797
5798 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5799         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
5800 {
5801         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5802         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5803         u64 usage;
5804         int i, j, size;
5805
5806         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5807         if (type == _MEM)
5808                 thresholds = &memcg->thresholds;
5809         else if (type == _MEMSWAP)
5810                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5811         else
5812                 BUG();
5813
5814         if (!thresholds->primary)
5815                 goto unlock;
5816
5817         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5818
5819         /* Check if a threshold crossed before removing */
5820         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5821
5822         /* Calculate new number of threshold */
5823         size = 0;
5824         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5825                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
5826                         size++;
5827         }
5828
5829         new = thresholds->spare;
5830
5831         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
5832         if (!size) {
5833                 kfree(new);
5834                 new = NULL;
5835                 goto swap_buffers;
5836         }
5837
5838         new->size = size;
5839
5840         /* Copy thresholds and find current threshold */
5841         new->current_threshold = -1;
5842         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5843                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
5844                         continue;
5845
5846                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
5847                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
5848                         /*
5849                          * new->current_threshold will not be used
5850                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5851                          * it here.
5852                          */
5853                         ++new->current_threshold;
5854                 }
5855                 j++;
5856         }
5857
5858 swap_buffers:
5859         /* Swap primary and spare array */
5860         thresholds->spare = thresholds->primary;
5861         /* If all events are unregistered, free the spare array */
5862         if (!new) {
5863                 kfree(thresholds->spare);
5864                 thresholds->spare = NULL;
5865         }
5866
5867         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5868
5869         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5870         synchronize_rcu();
5871 unlock:
5872         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5873 }
5874
5875 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5876         struct eventfd_ctx *eventfd)
5877 {
5878         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
5879 }
5880
5881 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5882         struct eventfd_ctx *eventfd)
5883 {
5884         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
5885 }
5886
5887 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5888         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5889 {
5890         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
5891
5892         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5893         if (!event)
5894                 return -ENOMEM;
5895
5896         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5897
5898         event->eventfd = eventfd;
5899         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
5900
5901         /* already in OOM ? */
5902         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5903                 eventfd_signal(eventfd, 1);
5904         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5905
5906         return 0;
5907 }
5908
5909 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5910         struct eventfd_ctx *eventfd)
5911 {
5912         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
5913
5914         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5915
5916         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
5917                 if (ev->eventfd == eventfd) {
5918                         list_del(&ev->list);
5919                         kfree(ev);
5920                 }
5921         }
5922
5923         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5924 }
5925
5926 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
5927 {
5928         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(sf));
5929
5930         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
5931         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)atomic_read(&memcg->under_oom));
5932         return 0;
5933 }
5934
5935 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5936         struct cftype *cft, u64 val)
5937 {
5938         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5939         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5940
5941         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
5942         if (!parent || !((val == 0) || (val == 1)))
5943                 return -EINVAL;
5944
5945         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5946         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
5947         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5948                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5949                 return -EINVAL;
5950         }
5951         memcg->oom_kill_disable = val;
5952         if (!val)
5953                 memcg_oom_recover(memcg);
5954         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5955         return 0;
5956 }
5957
5958 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5959 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5960 {
5961         int ret;
5962
5963         memcg->kmemcg_id = -1;
5964         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
5965         if (ret)
5966                 return ret;
5967
5968         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
5969 }
5970
5971 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5972 {
5973         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
5974 }
5975
5976 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5977 {
5978         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5979                 return;
5980
5981         /*
5982          * kmem charges can outlive the cgroup. In the case of slab
5983          * pages, for instance, a page contain objects from various
5984          * processes. As we prevent from taking a reference for every
5985          * such allocation we have to be careful when doing uncharge
5986          * (see memcg_uncharge_kmem) and here during offlining.
5987          *
5988          * The idea is that that only the _last_ uncharge which sees
5989          * the dead memcg will drop the last reference. An additional
5990          * reference is taken here before the group is marked dead
5991          * which is then paired with css_put during uncharge resp. here.
5992          *
5993          * Although this might sound strange as this path is called from
5994          * css_offline() when the referencemight have dropped down to 0
5995          * and shouldn't be incremented anymore (css_tryget would fail)
5996          * we do not have other options because of the kmem allocations
5997          * lifetime.
5998          */
5999         css_get(&memcg->css);
6000
6001         memcg_kmem_mark_dead(memcg);
6002
6003         if (res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0)
6004                 return;
6005
6006         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
6007                 css_put(&memcg->css);
6008 }
6009 #else
6010 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
6011 {
6012         return 0;
6013 }
6014
6015 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
6016 {
6017 }
6018
6019 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
6020 {
6021 }
6022 #endif
6023
6024 /*
6025  * DO NOT USE IN NEW FILES.
6026  *
6027  * "cgroup.event_control" implementation.
6028  *
6029  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
6030  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
6031  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
6032  *
6033  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
6034  * possible.
6035  */
6036
6037 /*
6038  * Unregister event and free resources.
6039  *
6040  * Gets called from workqueue.
6041  */
6042 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
6043 {
6044         struct mem_cgroup_event *event =
6045                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
6046         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
6047
6048         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
6049
6050         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
6051
6052         /* Notify userspace the event is going away. */
6053         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
6054
6055         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
6056         kfree(event);
6057         css_put(&memcg->css);
6058 }
6059
6060 /*
6061  * Gets called on POLLHUP on eventfd when user closes it.
6062  *
6063  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
6064  */
6065 static int memcg_event_wake(wait_queue_t *wait, unsigned mode,
6066                             int sync, void *key)
6067 {
6068         struct mem_cgroup_event *event =
6069                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
6070         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
6071         unsigned long flags = (unsigned long)key;
6072
6073         if (flags & POLLHUP) {
6074                 /*
6075                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
6076                  * can simply return knowing the other side will cleanup
6077                  * for us.
6078                  *
6079                  * We can't race against event freeing since the other
6080                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
6081                  * which we hold.
6082                  */
6083                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
6084                 if (!list_empty(&event->list)) {
6085                         list_del_init(&event->list);
6086                         /*
6087                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
6088                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
6089                          */
6090                         schedule_work(&event->remove);
6091                 }
6092                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
6093         }
6094
6095         return 0;
6096 }
6097
6098 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
6099                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
6100 {
6101         struct mem_cgroup_event *event =
6102                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
6103
6104         event->wqh = wqh;
6105         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
6106 }
6107
6108 /*
6109  * DO NOT USE IN NEW FILES.
6110  *
6111  * Parse input and register new cgroup event handler.
6112  *
6113  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
6114  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
6115  */
6116 static int memcg_write_event_control(struct cgroup_subsys_state *css,
6117                                      struct cftype *cft, const char *buffer)
6118 {
6119         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6120         struct mem_cgroup_event *event;
6121         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
6122         unsigned int efd, cfd;
6123         struct fd efile;
6124         struct fd cfile;
6125         const char *name;
6126         char *endp;
6127         int ret;
6128
6129         efd = simple_strtoul(buffer, &endp, 10);
6130         if (*endp != ' ')
6131                 return -EINVAL;
6132         buffer = endp + 1;
6133
6134         cfd = simple_strtoul(buffer, &endp, 10);
6135         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
6136                 return -EINVAL;
6137         buffer = endp + 1;
6138
6139         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
6140         if (!event)
6141                 return -ENOMEM;
6142
6143         event->memcg = memcg;
6144         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
6145         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
6146         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
6147         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
6148
6149         efile = fdget(efd);
6150         if (!efile.file) {
6151                 ret = -EBADF;
6152                 goto out_kfree;
6153         }
6154
6155         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
6156         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
6157                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
6158                 goto out_put_efile;
6159         }
6160
6161         cfile = fdget(cfd);
6162         if (!cfile.file) {
6163                 ret = -EBADF;
6164                 goto out_put_eventfd;
6165         }
6166
6167         /* the process need read permission on control file */
6168         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
6169         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
6170         if (ret < 0)
6171                 goto out_put_cfile;
6172
6173         /*
6174          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
6175          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
6176          * about these events.  The following is crude but the whole thing
6177          * is for compatibility anyway.
6178          *
6179          * DO NOT ADD NEW FILES.
6180          */
6181         name = cfile.file->f_dentry->d_name.name;
6182
6183         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
6184                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
6185                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
6186         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
6187                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
6188                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
6189         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
6190                 event->register_event = vmpressure_register_event;
6191                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
6192         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
6193                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
6194                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
6195         } else {
6196                 ret = -EINVAL;
6197                 goto out_put_cfile;
6198         }
6199
6200         /*
6201          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
6202          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
6203          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
6204          */
6205         rcu_read_lock();
6206
6207         ret = -EINVAL;
6208         cfile_css = css_from_dir(cfile.file->f_dentry->d_parent,
6209                                  &mem_cgroup_subsys);
6210         if (cfile_css == css && css_tryget(css))
6211                 ret = 0;
6212
6213         rcu_read_unlock();
6214         if (ret)
6215                 goto out_put_cfile;
6216
6217         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buffer);
6218         if (ret)
6219                 goto out_put_css;
6220
6221         efile.file->f_op->poll(efile.file, &event->pt);
6222
6223         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
6224         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
6225         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
6226
6227         fdput(cfile);
6228         fdput(efile);
6229
6230         return 0;
6231
6232 out_put_css:
6233         css_put(css);
6234 out_put_cfile:
6235         fdput(cfile);
6236 out_put_eventfd:
6237         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
6238 out_put_efile:
6239         fdput(efile);
6240 out_kfree:
6241         kfree(event);
6242
6243         return ret;
6244 }
6245
6246 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
6247         {
6248                 .name = "usage_in_bytes",
6249                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
6250                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6251         },
6252         {
6253                 .name = "max_usage_in_bytes",
6254                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
6255                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6256                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6257         },
6258         {
6259                 .name = "limit_in_bytes",
6260                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
6261                 .write_string = mem_cgroup_write,
6262                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6263         },
6264         {
6265                 .name = "soft_limit_in_bytes",
6266                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
6267                 .write_string = mem_cgroup_write,
6268                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6269         },
6270         {
6271                 .name = "failcnt",
6272                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
6273                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6274                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6275         },
6276         {
6277                 .name = "stat",
6278                 .seq_show = memcg_stat_show,
6279         },
6280         {
6281                 .name = "force_empty",
6282                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
6283         },
6284         {
6285                 .name = "use_hierarchy",
6286                 .flags = CFTYPE_INSANE,
6287                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
6288                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
6289         },
6290         {
6291                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
6292                 .write_string = memcg_write_event_control,
6293                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX,
6294                 .mode = S_IWUGO,
6295         },
6296         {
6297                 .name = "swappiness",
6298                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
6299                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
6300         },
6301         {
6302                 .name = "move_charge_at_immigrate",
6303                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
6304                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
6305         },
6306         {
6307                 .name = "oom_control",
6308                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
6309                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
6310                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
6311         },
6312         {
6313                 .name = "pressure_level",
6314         },
6315 #ifdef CONFIG_NUMA
6316         {
6317                 .name = "numa_stat",
6318                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
6319         },
6320 #endif
6321 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
6322         {
6323                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
6324                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
6325                 .write_string = mem_cgroup_write,
6326                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6327         },
6328         {
6329                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
6330                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
6331                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6332         },
6333         {
6334                 .name = "kmem.failcnt",
6335                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
6336                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6337                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6338         },
6339         {
6340                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
6341                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
6342                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6343                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6344         },
6345 #ifdef CONFIG_SLABINFO
6346         {
6347                 .name = "kmem.slabinfo",
6348                 .seq_show = mem_cgroup_slabinfo_read,
6349         },
6350 #endif
6351 #endif
6352         { },    /* terminate */
6353 };
6354
6355 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6356 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
6357         {
6358                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
6359                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
6360                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6361         },
6362         {
6363                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
6364                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
6365                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6366                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6367         },
6368         {
6369                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
6370                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
6371                 .write_string = mem_cgroup_write,
6372                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6373         },
6374         {
6375                 .name = "memsw.failcnt",
6376                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
6377                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6378                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6379         },
6380         { },    /* terminate */
6381 };
6382 #endif
6383 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6384 {
6385         struct mem_cgroup_per_node *pn;
6386         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
6387         int zone, tmp = node;
6388         /*
6389          * This routine is called against possible nodes.
6390          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
6391          *
6392          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
6393          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
6394          *       function.
6395          */
6396         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6397                 tmp = -1;
6398         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
6399         if (!pn)
6400                 return 1;
6401
6402         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6403                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
6404                 lruvec_init(&mz->lruvec);
6405                 mz->usage_in_excess = 0;
6406                 mz->on_tree = false;
6407                 mz->memcg = memcg;
6408         }
6409         memcg->nodeinfo[node] = pn;
6410         return 0;
6411 }
6412
6413 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6414 {
6415         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
6416 }
6417
6418 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
6419 {
6420         struct mem_cgroup *memcg;
6421         size_t size;
6422
6423         size = sizeof(struct mem_cgroup);
6424         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
6425
6426         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
6427         if (!memcg)
6428                 return NULL;
6429
6430         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
6431         if (!memcg->stat)
6432                 goto out_free;
6433         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
6434         return memcg;
6435
6436 out_free:
6437         kfree(memcg);
6438         return NULL;
6439 }
6440
6441 /*
6442  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
6443  * (scanning all at force_empty is too costly...)
6444  *
6445  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
6446  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
6447  * it goes down to 0.
6448  *
6449  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
6450  */
6451
6452 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
6453 {
6454         int node;
6455
6456         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
6457
6458         for_each_node(node)
6459                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
6460
6461         free_percpu(memcg->stat);
6462
6463         /*
6464          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
6465          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
6466          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
6467          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
6468          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
6469          *
6470          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
6471          * to move this code around, and make sure it is outside
6472          * the cgroup_lock.
6473          */
6474         disarm_static_keys(memcg);
6475         kfree(memcg);
6476 }
6477
6478 /*
6479  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
6480  */
6481 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
6482 {
6483         if (!memcg->res.parent)
6484                 return NULL;
6485         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
6486 }
6487 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
6488
6489 static void __init mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
6490 {
6491         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
6492         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
6493         int tmp, node, zone;
6494
6495         for_each_node(node) {
6496                 tmp = node;
6497                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6498                         tmp = -1;
6499                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
6500                 BUG_ON(!rtpn);
6501
6502                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
6503
6504                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6505                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
6506                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
6507                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
6508                 }
6509         }
6510 }
6511
6512 static struct cgroup_subsys_state * __ref
6513 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
6514 {
6515         struct mem_cgroup *memcg;
6516         long error = -ENOMEM;
6517         int node;
6518
6519         memcg = mem_cgroup_alloc();
6520         if (!memcg)
6521                 return ERR_PTR(error);
6522
6523         for_each_node(node)
6524                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
6525                         goto free_out;
6526
6527         /* root ? */
6528         if (parent_css == NULL) {
6529                 root_mem_cgroup = memcg;
6530                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6531                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6532                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6533         }
6534
6535         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
6536         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
6537         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
6538         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
6539         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
6540         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
6541         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
6542         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
6543
6544         return &memcg->css;
6545
6546 free_out:
6547         __mem_cgroup_free(memcg);
6548         return ERR_PTR(error);
6549 }
6550
6551 static int
6552 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
6553 {
6554         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6555         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(css));
6556         int ret;
6557
6558         if (css->cgroup->id > MEM_CGROUP_ID_MAX)
6559                 return -ENOSPC;
6560
6561         if (!parent)
6562                 return 0;
6563
6564         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
6565
6566         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
6567         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
6568         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
6569
6570         if (parent->use_hierarchy) {
6571                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
6572                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
6573                 res_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
6574
6575                 /*
6576                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
6577                  * core guarantees its existence.
6578                  */
6579         } else {
6580                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6581                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6582                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6583                 /*
6584                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
6585                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
6586                  * unfortunate state in our controller.
6587                  */
6588                 if (parent != root_mem_cgroup)
6589                         mem_cgroup_subsys.broken_hierarchy = true;
6590         }
6591         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
6592
6593         ret = memcg_init_kmem(memcg, &mem_cgroup_subsys);
6594         if (ret)
6595                 return ret;
6596
6597         /*
6598          * Make sure the memcg is initialized: mem_cgroup_iter()
6599          * orders reading memcg->initialized against its callers
6600          * reading the memcg members.
6601          */
6602         smp_store_release(&memcg->initialized, 1);
6603
6604         return 0;
6605 }
6606
6607 /*
6608  * Announce all parents that a group from their hierarchy is gone.
6609  */
6610 static void mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *memcg)
6611 {
6612         struct mem_cgroup *parent = memcg;
6613
6614         while ((parent = parent_mem_cgroup(parent)))
6615                 mem_cgroup_iter_invalidate(parent);
6616
6617         /*
6618          * if the root memcg is not hierarchical we have to check it
6619          * explicitely.
6620          */
6621         if (!root_mem_cgroup->use_hierarchy)
6622                 mem_cgroup_iter_invalidate(root_mem_cgroup);
6623 }
6624
6625 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
6626 {
6627         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6628         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
6629         struct cgroup_subsys_state *iter;
6630
6631         /*
6632          * Unregister events and notify userspace.
6633          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
6634          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
6635          */
6636         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
6637         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
6638                 list_del_init(&event->list);
6639                 schedule_work(&event->remove);
6640         }
6641         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
6642
6643         kmem_cgroup_css_offline(memcg);
6644
6645         mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(memcg);
6646
6647         /*
6648          * This requires that offlining is serialized.  Right now that is
6649          * guaranteed because css_killed_work_fn() holds the cgroup_mutex.
6650          */
6651         css_for_each_descendant_post(iter, css)
6652                 mem_cgroup_reparent_charges(mem_cgroup_from_css(iter));
6653
6654         mem_cgroup_destroy_all_caches(memcg);
6655         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
6656 }
6657
6658 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
6659 {
6660         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6661         /*
6662          * XXX: css_offline() would be where we should reparent all
6663          * memory to prepare the cgroup for destruction.  However,
6664          * memcg does not do css_tryget() and res_counter charging
6665          * under the same RCU lock region, which means that charging
6666          * could race with offlining.  Offlining only happens to
6667          * cgroups with no tasks in them but charges can show up
6668          * without any tasks from the swapin path when the target
6669          * memcg is looked up from the swapout record and not from the
6670          * current task as it usually is.  A race like this can leak
6671          * charges and put pages with stale cgroup pointers into
6672          * circulation:
6673          *
6674          * #0                        #1
6675          *                           lookup_swap_cgroup_id()
6676          *                           rcu_read_lock()
6677          *                           mem_cgroup_lookup()
6678          *                           css_tryget()
6679          *                           rcu_read_unlock()
6680          * disable css_tryget()
6681          * call_rcu()
6682          *   offline_css()
6683          *     reparent_charges()
6684          *                           res_counter_charge()
6685          *                           css_put()
6686          *                             css_free()
6687          *                           pc->mem_cgroup = dead memcg
6688          *                           add page to lru
6689          *
6690          * The bulk of the charges are still moved in offline_css() to
6691          * avoid pinning a lot of pages in case a long-term reference
6692          * like a swapout record is deferring the css_free() to long
6693          * after offlining.  But this makes sure we catch any charges
6694          * made after offlining:
6695          */
6696         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
6697
6698         memcg_destroy_kmem(memcg);
6699         __mem_cgroup_free(memcg);
6700 }
6701
6702 #ifdef CONFIG_MMU
6703 /* Handlers for move charge at task migration. */
6704 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
6705 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
6706 {
6707         int ret = 0;
6708         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6709         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
6710
6711         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6712                 mc.precharge += count;
6713                 /* we don't need css_get for root */
6714                 return ret;
6715         }
6716         /* try to charge at once */
6717         if (count > 1) {
6718                 struct res_counter *dummy;
6719                 /*
6720                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
6721                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
6722                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
6723                  * css_get().
6724                  */
6725                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
6726                         goto one_by_one;
6727                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
6728                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
6729                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
6730                         goto one_by_one;
6731                 }
6732                 mc.precharge += count;
6733                 return ret;
6734         }
6735 one_by_one:
6736         /* fall back to one by one charge */
6737         while (count--) {
6738                 if (signal_pending(current)) {
6739                         ret = -EINTR;
6740                         break;
6741                 }
6742                 if (!batch_count--) {
6743                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6744                         cond_resched();
6745                 }
6746                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
6747                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
6748                 if (ret)
6749                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
6750                         return ret;
6751                 mc.precharge++;
6752         }
6753         return ret;
6754 }
6755
6756 /**
6757  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
6758  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
6759  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
6760  * @ptent: the pte to be checked
6761  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
6762  *
6763  * Returns
6764  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
6765  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
6766  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
6767  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
6768  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
6769  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
6770  *     in target->ent.
6771  *
6772  * Called with pte lock held.
6773  */
6774 union mc_target {
6775         struct page     *page;
6776         swp_entry_t     ent;
6777 };
6778
6779 enum mc_target_type {
6780         MC_TARGET_NONE = 0,
6781         MC_TARGET_PAGE,
6782         MC_TARGET_SWAP,
6783 };
6784
6785 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
6786                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
6787 {
6788         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
6789
6790         if (!page || !page_mapped(page))
6791                 return NULL;
6792         if (PageAnon(page)) {
6793                 /* we don't move shared anon */
6794                 if (!move_anon())
6795                         return NULL;
6796         } else if (!move_file())
6797                 /* we ignore mapcount for file pages */
6798                 return NULL;
6799         if (!get_page_unless_zero(page))
6800                 return NULL;
6801
6802         return page;
6803 }
6804
6805 #ifdef CONFIG_SWAP
6806 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6807                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6808 {
6809         struct page *page = NULL;
6810         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
6811
6812         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
6813                 return NULL;
6814         /*
6815          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
6816          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
6817          */
6818         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
6819         if (do_swap_account)
6820                 entry->val = ent.val;
6821
6822         return page;
6823 }
6824 #else
6825 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6826                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6827 {
6828         return NULL;
6829 }
6830 #endif
6831
6832 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
6833                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6834 {
6835         struct page *page = NULL;
6836         struct address_space *mapping;
6837         pgoff_t pgoff;
6838
6839         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
6840                 return NULL;
6841         if (!move_file())
6842                 return NULL;
6843
6844         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
6845         if (pte_none(ptent))
6846                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
6847         else /* pte_file(ptent) is true */
6848                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
6849
6850         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
6851         page = find_get_page(mapping, pgoff);
6852
6853 #ifdef CONFIG_SWAP
6854         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
6855         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
6856                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
6857                 if (do_swap_account)
6858                         *entry = swap;
6859                 page = find_get_page(swap_address_space(swap), swap.val);
6860         }
6861 #endif
6862         return page;
6863 }
6864
6865 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
6866                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
6867 {
6868         struct page *page = NULL;
6869         struct page_cgroup *pc;
6870         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6871         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
6872
6873         if (pte_present(ptent))
6874                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
6875         else if (is_swap_pte(ptent))
6876                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6877         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
6878                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6879
6880         if (!page && !ent.val)
6881                 return ret;
6882         if (page) {
6883                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6884                 /*
6885                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
6886                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
6887                  * the lock.
6888                  */
6889                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6890                         ret = MC_TARGET_PAGE;
6891                         if (target)
6892                                 target->page = page;
6893                 }
6894                 if (!ret || !target)
6895                         put_page(page);
6896         }
6897         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
6898         if (ent.val && !ret &&
6899             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
6900                 ret = MC_TARGET_SWAP;
6901                 if (target)
6902                         target->ent = ent;
6903         }
6904         return ret;
6905 }
6906
6907 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
6908 /*
6909  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
6910  * support them for now.
6911  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
6912  */
6913 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6914                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6915 {
6916         struct page *page = NULL;
6917         struct page_cgroup *pc;
6918         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6919
6920         page = pmd_page(pmd);
6921         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
6922         if (!move_anon())
6923                 return ret;
6924         pc = lookup_page_cgroup(page);
6925         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6926                 ret = MC_TARGET_PAGE;
6927                 if (target) {
6928                         get_page(page);
6929                         target->page = page;
6930                 }
6931         }
6932         return ret;
6933 }
6934 #else
6935 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6936                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6937 {
6938         return MC_TARGET_NONE;
6939 }
6940 #endif
6941
6942 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
6943                                         unsigned long addr, unsigned long end,
6944                                         struct mm_walk *walk)
6945 {
6946         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6947         pte_t *pte;
6948         spinlock_t *ptl;
6949
6950         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
6951                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
6952                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
6953                 spin_unlock(ptl);
6954                 return 0;
6955         }
6956
6957         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6958                 return 0;
6959         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6960         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
6961                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
6962                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
6963         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6964         cond_resched();
6965
6966         return 0;
6967 }
6968
6969 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
6970 {
6971         unsigned long precharge;
6972         struct vm_area_struct *vma;
6973
6974         down_read(&mm->mmap_sem);
6975         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6976                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
6977                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
6978                         .mm = mm,
6979                         .private = vma,
6980                 };
6981                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6982                         continue;
6983                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6984                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
6985         }
6986         up_read(&mm->mmap_sem);
6987
6988         precharge = mc.precharge;
6989         mc.precharge = 0;
6990
6991         return precharge;
6992 }
6993
6994 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
6995 {
6996         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
6997
6998         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
6999         mc.moving_task = current;
7000         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
7001 }
7002
7003 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
7004 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
7005 {
7006         struct mem_cgroup *from = mc.from;
7007         struct mem_cgroup *to = mc.to;
7008         int i;
7009
7010         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
7011         if (mc.precharge) {
7012                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
7013                 mc.precharge = 0;
7014         }
7015         /*
7016          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
7017          * we must uncharge here.
7018          */
7019         if (mc.moved_charge) {
7020                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
7021                 mc.moved_charge = 0;
7022         }
7023         /* we must fixup refcnts and charges */
7024         if (mc.moved_swap) {
7025                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
7026                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
7027                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
7028                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
7029
7030                 for (i = 0; i < mc.moved_swap; i++)
7031                         css_put(&mc.from->css);
7032
7033                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
7034                         /*
7035                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
7036                          * uncharge to->res.
7037                          */
7038                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
7039                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
7040                 }
7041                 /* we've already done css_get(mc.to) */
7042                 mc.moved_swap = 0;
7043         }
7044         memcg_oom_recover(from);
7045         memcg_oom_recover(to);
7046         wake_up_all(&mc.waitq);
7047 }
7048
7049 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
7050 {
7051         struct mem_cgroup *from = mc.from;
7052
7053         /*
7054          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
7055          * task migration.
7056          */
7057         mc.moving_task = NULL;
7058         __mem_cgroup_clear_mc();
7059         spin_lock(&mc.lock);
7060         mc.from = NULL;
7061         mc.to = NULL;
7062         spin_unlock(&mc.lock);
7063         mem_cgroup_end_move(from);
7064 }
7065
7066 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
7067                                  struct cgroup_taskset *tset)
7068 {
7069         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
7070         int ret = 0;
7071         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
7072         unsigned long move_charge_at_immigrate;
7073
7074         /*
7075          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
7076          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
7077          * So we need to save it, and keep it going.
7078          */
7079         move_charge_at_immigrate  = memcg->move_charge_at_immigrate;
7080         if (move_charge_at_immigrate) {
7081                 struct mm_struct *mm;
7082                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
7083
7084                 VM_BUG_ON(from == memcg);
7085
7086                 mm = get_task_mm(p);
7087                 if (!mm)
7088                         return 0;
7089                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
7090                 if (mm->owner == p) {
7091                         VM_BUG_ON(mc.from);
7092                         VM_BUG_ON(mc.to);
7093                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
7094                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
7095                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
7096                         mem_cgroup_start_move(from);
7097                         spin_lock(&mc.lock);
7098                         mc.from = from;
7099                         mc.to = memcg;
7100                         mc.immigrate_flags = move_charge_at_immigrate;
7101                         spin_unlock(&mc.lock);
7102                         /* We set mc.moving_task later */
7103
7104                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
7105                         if (ret)
7106                                 mem_cgroup_clear_mc();
7107                 }
7108                 mmput(mm);
7109         }
7110         return ret;
7111 }
7112
7113 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
7114                                      struct cgroup_taskset *tset)
7115 {
7116         mem_cgroup_clear_mc();
7117 }
7118
7119 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
7120                                 unsigned long addr, unsigned long end,
7121                                 struct mm_walk *walk)
7122 {
7123         int ret = 0;
7124         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
7125         pte_t *pte;
7126         spinlock_t *ptl;
7127         enum mc_target_type target_type;
7128         union mc_target target;
7129         struct page *page;
7130         struct page_cgroup *pc;
7131
7132         /*
7133          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
7134          * happens because:
7135          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
7136          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
7137          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
7138          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
7139          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
7140          *    part of thp split is not executed yet.
7141          */
7142         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
7143                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
7144                         spin_unlock(ptl);
7145                         return 0;
7146                 }
7147                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
7148                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
7149                         page = target.page;
7150                         if (!isolate_lru_page(page)) {
7151                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
7152                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
7153                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
7154                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
7155                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
7156                                 }
7157                                 putback_lru_page(page);
7158                         }
7159                         put_page(page);
7160                 }
7161                 spin_unlock(ptl);
7162                 return 0;
7163         }
7164
7165         if (pmd_trans_unstable(pmd))
7166                 return 0;
7167 retry:
7168         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
7169         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
7170                 pte_t ptent = *(pte++);
7171                 swp_entry_t ent;
7172
7173                 if (!mc.precharge)
7174                         break;
7175
7176                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
7177                 case MC_TARGET_PAGE:
7178                         page = target.page;
7179                         if (isolate_lru_page(page))
7180                                 goto put;
7181                         pc = lookup_page_cgroup(page);
7182                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
7183                                                      mc.from, mc.to)) {
7184                                 mc.precharge--;
7185                                 /* we uncharge from mc.from later. */
7186                                 mc.moved_charge++;
7187                         }
7188                         putback_lru_page(page);
7189 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
7190                         put_page(page);
7191                         break;
7192                 case MC_TARGET_SWAP:
7193                         ent = target.ent;
7194                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
7195                                 mc.precharge--;
7196                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
7197                                 mc.moved_swap++;
7198                         }
7199                         break;
7200                 default:
7201                         break;
7202                 }
7203         }
7204         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
7205         cond_resched();
7206
7207         if (addr != end) {
7208                 /*
7209                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
7210                  * We try charge one by one, but don't do any additional
7211                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
7212                  * phase.
7213                  */
7214                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
7215                 if (!ret)
7216                         goto retry;
7217         }
7218
7219         return ret;
7220 }
7221
7222 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
7223 {
7224         struct vm_area_struct *vma;
7225
7226         lru_add_drain_all();
7227 retry:
7228         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
7229                 /*
7230                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
7231                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
7232                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
7233                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
7234                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
7235                  */
7236                 __mem_cgroup_clear_mc();
7237                 cond_resched();
7238                 goto retry;
7239         }
7240         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
7241                 int ret;
7242                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
7243                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
7244                         .mm = mm,
7245                         .private = vma,
7246                 };
7247                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
7248                         continue;
7249                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
7250                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
7251                 if (ret)
7252                         /*
7253                          * means we have consumed all precharges and failed in
7254                          * doing additional charge. Just abandon here.
7255                          */
7256                         break;
7257         }
7258         up_read(&mm->mmap_sem);
7259 }
7260
7261 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
7262                                  struct cgroup_taskset *tset)
7263 {
7264         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
7265         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
7266
7267         if (mm) {
7268                 if (mc.to)
7269                         mem_cgroup_move_charge(mm);
7270                 mmput(mm);
7271         }
7272         if (mc.to)
7273                 mem_cgroup_clear_mc();
7274 }
7275 #else   /* !CONFIG_MMU */
7276 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
7277                                  struct cgroup_taskset *tset)
7278 {
7279         return 0;
7280 }
7281 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
7282                                      struct cgroup_taskset *tset)
7283 {
7284 }
7285 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
7286                                  struct cgroup_taskset *tset)
7287 {
7288 }
7289 #endif
7290
7291 /*
7292  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
7293  * to verify sane_behavior flag on each mount attempt.
7294  */
7295 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
7296 {
7297         /*
7298          * use_hierarchy is forced with sane_behavior.  cgroup core
7299          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
7300          * on for the root memcg is enough.
7301          */
7302         if (cgroup_sane_behavior(root_css->cgroup))
7303                 mem_cgroup_from_css(root_css)->use_hierarchy = true;
7304 }
7305
7306 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
7307         .name = "memory",
7308         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
7309         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
7310         .css_online = mem_cgroup_css_online,
7311         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
7312         .css_free = mem_cgroup_css_free,
7313         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
7314         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
7315         .attach = mem_cgroup_move_task,
7316         .bind = mem_cgroup_bind,
7317         .base_cftypes = mem_cgroup_files,
7318         .early_init = 0,
7319 };
7320
7321 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
7322 static int __init enable_swap_account(char *s)
7323 {
7324         if (!strcmp(s, "1"))
7325                 really_do_swap_account = 1;
7326         else if (!strcmp(s, "0"))
7327                 really_do_swap_account = 0;
7328         return 1;
7329 }
7330 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
7331
7332 static void __init memsw_file_init(void)
7333 {
7334         WARN_ON(cgroup_add_cftypes(&mem_cgroup_subsys, memsw_cgroup_files));
7335 }
7336
7337 static void __init enable_swap_cgroup(void)
7338 {
7339         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
7340                 do_swap_account = 1;
7341                 memsw_file_init();
7342         }
7343 }
7344
7345 #else
7346 static void __init enable_swap_cgroup(void)
7347 {
7348 }
7349 #endif
7350
7351 /*
7352  * subsys_initcall() for memory controller.
7353  *
7354  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
7355  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
7356  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
7357  * be initialized from here.
7358  */
7359 static int __init mem_cgroup_init(void)
7360 {
7361         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
7362         enable_swap_cgroup();
7363         mem_cgroup_soft_limit_tree_init();
7364         memcg_stock_init();
7365         return 0;
7366 }
7367 subsys_initcall(mem_cgroup_init);