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