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