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