]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - mm/memcontrol.c
edfc052e6343e5800dfb26a453778784401c5583
[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/sort.h>
49 #include <linux/fs.h>
50 #include <linux/seq_file.h>
51 #include <linux/vmalloc.h>
52 #include <linux/mm_inline.h>
53 #include <linux/page_cgroup.h>
54 #include <linux/cpu.h>
55 #include <linux/oom.h>
56 #include "internal.h"
57 #include <net/sock.h>
58 #include <net/ip.h>
59 #include <net/tcp_memcontrol.h>
60
61 #include <asm/uaccess.h>
62
63 #include <trace/events/vmscan.h>
64
65 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys __read_mostly;
66 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
67 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
68
69 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
70 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
71 int do_swap_account __read_mostly;
72
73 /* for remember boot option*/
74 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
75 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
76 #else
77 static int really_do_swap_account __initdata = 0;
78 #endif
79
80 #else
81 #define do_swap_account         0
82 #endif
83
84
85 /*
86  * Statistics for memory cgroup.
87  */
88 enum mem_cgroup_stat_index {
89         /*
90          * For MEM_CONTAINER_TYPE_ALL, usage = pagecache + rss.
91          */
92         MEM_CGROUP_STAT_CACHE,     /* # of pages charged as cache */
93         MEM_CGROUP_STAT_RSS,       /* # of pages charged as anon rss */
94         MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED,  /* # of pages charged as file rss */
95         MEM_CGROUP_STAT_SWAP, /* # of pages, swapped out */
96         MEM_CGROUP_STAT_NSTATS,
97 };
98
99 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
100         "cache",
101         "rss",
102         "mapped_file",
103         "swap",
104 };
105
106 enum mem_cgroup_events_index {
107         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
108         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
109         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
110         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
111         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
112 };
113
114 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
115         "pgpgin",
116         "pgpgout",
117         "pgfault",
118         "pgmajfault",
119 };
120
121 /*
122  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
123  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
124  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
125  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
126  */
127 enum mem_cgroup_events_target {
128         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
129         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
130         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
131         MEM_CGROUP_NTARGETS,
132 };
133 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
134 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
135 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
136
137 struct mem_cgroup_stat_cpu {
138         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
139         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
140         unsigned long nr_page_events;
141         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
142 };
143
144 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
145         /* css_id of the last scanned hierarchy member */
146         int position;
147         /* scan generation, increased every round-trip */
148         unsigned int generation;
149 };
150
151 /*
152  * per-zone information in memory controller.
153  */
154 struct mem_cgroup_per_zone {
155         struct lruvec           lruvec;
156         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
157
158         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
159
160         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
161         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
162                                                 /* the soft limit is exceeded*/
163         bool                    on_tree;
164         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
165                                                 /* use container_of        */
166 };
167
168 struct mem_cgroup_per_node {
169         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
170 };
171
172 struct mem_cgroup_lru_info {
173         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[MAX_NUMNODES];
174 };
175
176 /*
177  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
178  * their hierarchy representation
179  */
180
181 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
182         struct rb_root rb_root;
183         spinlock_t lock;
184 };
185
186 struct mem_cgroup_tree_per_node {
187         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
188 };
189
190 struct mem_cgroup_tree {
191         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
192 };
193
194 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
195
196 struct mem_cgroup_threshold {
197         struct eventfd_ctx *eventfd;
198         u64 threshold;
199 };
200
201 /* For threshold */
202 struct mem_cgroup_threshold_ary {
203         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
204         int current_threshold;
205         /* Size of entries[] */
206         unsigned int size;
207         /* Array of thresholds */
208         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
209 };
210
211 struct mem_cgroup_thresholds {
212         /* Primary thresholds array */
213         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
214         /*
215          * Spare threshold array.
216          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
217          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
218          */
219         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
220 };
221
222 /* for OOM */
223 struct mem_cgroup_eventfd_list {
224         struct list_head list;
225         struct eventfd_ctx *eventfd;
226 };
227
228 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
229 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
230
231 /*
232  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
233  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
234  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
235  * to help the administrator determine what knobs to tune.
236  *
237  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
238  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
239  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
240  * a feature that will be implemented much later in the future.
241  */
242 struct mem_cgroup {
243         struct cgroup_subsys_state css;
244         /*
245          * the counter to account for memory usage
246          */
247         struct res_counter res;
248
249         union {
250                 /*
251                  * the counter to account for mem+swap usage.
252                  */
253                 struct res_counter memsw;
254
255                 /*
256                  * rcu_freeing is used only when freeing struct mem_cgroup,
257                  * so put it into a union to avoid wasting more memory.
258                  * It must be disjoint from the css field.  It could be
259                  * in a union with the res field, but res plays a much
260                  * larger part in mem_cgroup life than memsw, and might
261                  * be of interest, even at time of free, when debugging.
262                  * So share rcu_head with the less interesting memsw.
263                  */
264                 struct rcu_head rcu_freeing;
265                 /*
266                  * We also need some space for a worker in deferred freeing.
267                  * By the time we call it, rcu_freeing is no longer in use.
268                  */
269                 struct work_struct work_freeing;
270         };
271
272         /*
273          * the counter to account for kernel memory usage.
274          */
275         struct res_counter kmem;
276         /*
277          * Per cgroup active and inactive list, similar to the
278          * per zone LRU lists.
279          */
280         struct mem_cgroup_lru_info info;
281         int last_scanned_node;
282 #if MAX_NUMNODES > 1
283         nodemask_t      scan_nodes;
284         atomic_t        numainfo_events;
285         atomic_t        numainfo_updating;
286 #endif
287         /*
288          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
289          */
290         bool use_hierarchy;
291         unsigned long kmem_account_flags; /* See KMEM_ACCOUNTED_*, below */
292
293         bool            oom_lock;
294         atomic_t        under_oom;
295
296         atomic_t        refcnt;
297
298         int     swappiness;
299         /* OOM-Killer disable */
300         int             oom_kill_disable;
301
302         /* set when res.limit == memsw.limit */
303         bool            memsw_is_minimum;
304
305         /* protect arrays of thresholds */
306         struct mutex thresholds_lock;
307
308         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
309         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
310
311         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
312         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
313
314         /* For oom notifier event fd */
315         struct list_head oom_notify;
316
317         /*
318          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
319          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
320          */
321         unsigned long   move_charge_at_immigrate;
322         /*
323          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
324          */
325         atomic_t        moving_account;
326         /* taken only while moving_account > 0 */
327         spinlock_t      move_lock;
328         /*
329          * percpu counter.
330          */
331         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
332         /*
333          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
334          * See mem_cgroup_read_stat().
335          */
336         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
337         spinlock_t pcp_counter_lock;
338
339 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
340         struct tcp_memcontrol tcp_mem;
341 #endif
342 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
343         /* analogous to slab_common's slab_caches list. per-memcg */
344         struct list_head memcg_slab_caches;
345         /* Not a spinlock, we can take a lot of time walking the list */
346         struct mutex slab_caches_mutex;
347         /* Index in the kmem_cache->memcg_params->memcg_caches array */
348         int kmemcg_id;
349 #endif
350 };
351
352 /* internal only representation about the status of kmem accounting. */
353 enum {
354         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE = 0, /* accounted by this cgroup itself */
355         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, /* static key enabled. */
356         KMEM_ACCOUNTED_DEAD, /* dead memcg with pending kmem charges */
357 };
358
359 /* We account when limit is on, but only after call sites are patched */
360 #define KMEM_ACCOUNTED_MASK \
361                 ((1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE) | (1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED))
362
363 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
364 static inline void memcg_kmem_set_active(struct mem_cgroup *memcg)
365 {
366         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
367 }
368
369 static bool memcg_kmem_is_active(struct mem_cgroup *memcg)
370 {
371         return test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
372 }
373
374 static void memcg_kmem_set_activated(struct mem_cgroup *memcg)
375 {
376         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
377 }
378
379 static void memcg_kmem_clear_activated(struct mem_cgroup *memcg)
380 {
381         clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
382 }
383
384 static void memcg_kmem_mark_dead(struct mem_cgroup *memcg)
385 {
386         if (test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags))
387                 set_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD, &memcg->kmem_account_flags);
388 }
389
390 static bool memcg_kmem_test_and_clear_dead(struct mem_cgroup *memcg)
391 {
392         return test_and_clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD,
393                                   &memcg->kmem_account_flags);
394 }
395 #endif
396
397 /* Stuffs for move charges at task migration. */
398 /*
399  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" is treated as a
400  * left-shifted bitmap of these types.
401  */
402 enum move_type {
403         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
404         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
405         NR_MOVE_TYPE,
406 };
407
408 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
409 static struct move_charge_struct {
410         spinlock_t        lock; /* for from, to */
411         struct mem_cgroup *from;
412         struct mem_cgroup *to;
413         unsigned long precharge;
414         unsigned long moved_charge;
415         unsigned long moved_swap;
416         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
417         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
418 } mc = {
419         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
420         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
421 };
422
423 static bool move_anon(void)
424 {
425         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,
426                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
427 }
428
429 static bool move_file(void)
430 {
431         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,
432                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
433 }
434
435 /*
436  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
437  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
438  */
439 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
440 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
441
442 enum charge_type {
443         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
444         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
445         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
446         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
447         NR_CHARGE_TYPE,
448 };
449
450 /* for encoding cft->private value on file */
451 enum res_type {
452         _MEM,
453         _MEMSWAP,
454         _OOM_TYPE,
455         _KMEM,
456 };
457
458 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
459 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
460 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
461 /* Used for OOM nofiier */
462 #define OOM_CONTROL             (0)
463
464 /*
465  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
466  */
467 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
468 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
469 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
470 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
471
472 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg);
473 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg);
474
475 static inline
476 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
477 {
478         return container_of(s, struct mem_cgroup, css);
479 }
480
481 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
482 {
483         return (memcg == root_mem_cgroup);
484 }
485
486 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
487 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
488
489 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
490 {
491         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
492                 struct mem_cgroup *memcg;
493                 struct cg_proto *cg_proto;
494
495                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
496
497                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
498                  * filled. It won't however, necessarily happen from
499                  * process context. So the test for root memcg given
500                  * the current task's memcg won't help us in this case.
501                  *
502                  * Respecting the original socket's memcg is a better
503                  * decision in this case.
504                  */
505                 if (sk->sk_cgrp) {
506                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
507                         mem_cgroup_get(sk->sk_cgrp->memcg);
508                         return;
509                 }
510
511                 rcu_read_lock();
512                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
513                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
514                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) && memcg_proto_active(cg_proto)) {
515                         mem_cgroup_get(memcg);
516                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
517                 }
518                 rcu_read_unlock();
519         }
520 }
521 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
522
523 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
524 {
525         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
526                 struct mem_cgroup *memcg;
527                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
528                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
529                 mem_cgroup_put(memcg);
530         }
531 }
532
533 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
534 {
535         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
536                 return NULL;
537
538         return &memcg->tcp_mem.cg_proto;
539 }
540 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
541
542 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
543 {
544         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem.cg_proto))
545                 return;
546         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
547 }
548 #else
549 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
550 {
551 }
552 #endif
553
554 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
555 /*
556  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params->memcg_caches.
557  * There are two main reasons for not using the css_id for this:
558  *  1) this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
559  *     but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
560  *     memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
561  *     200 entry array for that.
562  *
563  *  2) In order not to violate the cgroup API, we would like to do all memory
564  *     allocation in ->create(). At that point, we haven't yet allocated the
565  *     css_id. Having a separate index prevents us from messing with the cgroup
566  *     core for this
567  *
568  * The current size of the caches array is stored in
569  * memcg_limited_groups_array_size.  It will double each time we have to
570  * increase it.
571  */
572 static struct ida kmem_limited_groups;
573 static int memcg_limited_groups_array_size;
574 /*
575  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
576  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
577  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
578  * tunable, but that is strictly not necessary.
579  *
580  * MAX_SIZE should be as large as the number of css_ids. Ideally, we could get
581  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
582  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
583  * css_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
584  * increase ours as well if it increases.
585  */
586 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
587 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE 65535
588
589 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
590
591 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
592 {
593         if (memcg_kmem_is_active(memcg)) {
594                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
595                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg->kmemcg_id);
596         }
597         /*
598          * This check can't live in kmem destruction function,
599          * since the charges will outlive the cgroup
600          */
601         WARN_ON(res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0);
602 }
603 #else
604 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
605 {
606 }
607 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
608
609 static void disarm_static_keys(struct mem_cgroup *memcg)
610 {
611         disarm_sock_keys(memcg);
612         disarm_kmem_keys(memcg);
613 }
614
615 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
616
617 static struct mem_cgroup_per_zone *
618 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
619 {
620         return &memcg->info.nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
621 }
622
623 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
624 {
625         return &memcg->css;
626 }
627
628 static struct mem_cgroup_per_zone *
629 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
630 {
631         int nid = page_to_nid(page);
632         int zid = page_zonenum(page);
633
634         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
635 }
636
637 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
638 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
639 {
640         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
641 }
642
643 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
644 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
645 {
646         int nid = page_to_nid(page);
647         int zid = page_zonenum(page);
648
649         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
650 }
651
652 static void
653 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
654                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
655                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
656                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
657 {
658         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
659         struct rb_node *parent = NULL;
660         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
661
662         if (mz->on_tree)
663                 return;
664
665         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
666         if (!mz->usage_in_excess)
667                 return;
668         while (*p) {
669                 parent = *p;
670                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
671                                         tree_node);
672                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
673                         p = &(*p)->rb_left;
674                 /*
675                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
676                  * limit by the same amount
677                  */
678                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
679                         p = &(*p)->rb_right;
680         }
681         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
682         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
683         mz->on_tree = true;
684 }
685
686 static void
687 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
688                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
689                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
690 {
691         if (!mz->on_tree)
692                 return;
693         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
694         mz->on_tree = false;
695 }
696
697 static void
698 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
699                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
700                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
701 {
702         spin_lock(&mctz->lock);
703         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
704         spin_unlock(&mctz->lock);
705 }
706
707
708 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
709 {
710         unsigned long long excess;
711         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
712         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
713         int nid = page_to_nid(page);
714         int zid = page_zonenum(page);
715         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
716
717         /*
718          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
719          * because their event counter is not touched.
720          */
721         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
722                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
723                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
724                 /*
725                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
726                  * mem is over its softlimit.
727                  */
728                 if (excess || mz->on_tree) {
729                         spin_lock(&mctz->lock);
730                         /* if on-tree, remove it */
731                         if (mz->on_tree)
732                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
733                         /*
734                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
735                          * If excess is 0, no tree ops.
736                          */
737                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
738                         spin_unlock(&mctz->lock);
739                 }
740         }
741 }
742
743 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
744 {
745         int node, zone;
746         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
747         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
748
749         for_each_node(node) {
750                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
751                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
752                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
753                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
754                 }
755         }
756 }
757
758 static struct mem_cgroup_per_zone *
759 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
760 {
761         struct rb_node *rightmost = NULL;
762         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
763
764 retry:
765         mz = NULL;
766         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
767         if (!rightmost)
768                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
769
770         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
771         /*
772          * Remove the node now but someone else can add it back,
773          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
774          * position in the tree.
775          */
776         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
777         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
778                 !css_tryget(&mz->memcg->css))
779                 goto retry;
780 done:
781         return mz;
782 }
783
784 static struct mem_cgroup_per_zone *
785 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
786 {
787         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
788
789         spin_lock(&mctz->lock);
790         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
791         spin_unlock(&mctz->lock);
792         return mz;
793 }
794
795 /*
796  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
797  *
798  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
799  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
800  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
801  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
802  *
803  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
804  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
805  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
806  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
807  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
808  *
809  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
810  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
811  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
812  * implemented.
813  */
814 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
815                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
816 {
817         long val = 0;
818         int cpu;
819
820         get_online_cpus();
821         for_each_online_cpu(cpu)
822                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
823 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
824         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
825         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
826         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
827 #endif
828         put_online_cpus();
829         return val;
830 }
831
832 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
833                                          bool charge)
834 {
835         int val = (charge) ? 1 : -1;
836         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
837 }
838
839 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
840                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
841 {
842         unsigned long val = 0;
843         int cpu;
844
845         for_each_online_cpu(cpu)
846                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
847 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
848         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
849         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
850         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
851 #endif
852         return val;
853 }
854
855 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
856                                          bool anon, int nr_pages)
857 {
858         preempt_disable();
859
860         /*
861          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
862          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
863          */
864         if (anon)
865                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
866                                 nr_pages);
867         else
868                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
869                                 nr_pages);
870
871         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
872         if (nr_pages > 0)
873                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
874         else {
875                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
876                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
877         }
878
879         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
880
881         preempt_enable();
882 }
883
884 unsigned long
885 mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
886 {
887         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
888
889         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
890         return mz->lru_size[lru];
891 }
892
893 static unsigned long
894 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
895                         unsigned int lru_mask)
896 {
897         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
898         enum lru_list lru;
899         unsigned long ret = 0;
900
901         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
902
903         for_each_lru(lru) {
904                 if (BIT(lru) & lru_mask)
905                         ret += mz->lru_size[lru];
906         }
907         return ret;
908 }
909
910 static unsigned long
911 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
912                         int nid, unsigned int lru_mask)
913 {
914         u64 total = 0;
915         int zid;
916
917         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
918                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
919                                                 nid, zid, lru_mask);
920
921         return total;
922 }
923
924 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
925                         unsigned int lru_mask)
926 {
927         int nid;
928         u64 total = 0;
929
930         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY)
931                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
932         return total;
933 }
934
935 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
936                                        enum mem_cgroup_events_target target)
937 {
938         unsigned long val, next;
939
940         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
941         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
942         /* from time_after() in jiffies.h */
943         if ((long)next - (long)val < 0) {
944                 switch (target) {
945                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
946                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
947                         break;
948                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
949                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
950                         break;
951                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
952                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
953                         break;
954                 default:
955                         break;
956                 }
957                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
958                 return true;
959         }
960         return false;
961 }
962
963 /*
964  * Check events in order.
965  *
966  */
967 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
968 {
969         preempt_disable();
970         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
971         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
972                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
973                 bool do_softlimit;
974                 bool do_numainfo __maybe_unused;
975
976                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
977                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
978 #if MAX_NUMNODES > 1
979                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
980                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
981 #endif
982                 preempt_enable();
983
984                 mem_cgroup_threshold(memcg);
985                 if (unlikely(do_softlimit))
986                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
987 #if MAX_NUMNODES > 1
988                 if (unlikely(do_numainfo))
989                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
990 #endif
991         } else
992                 preempt_enable();
993 }
994
995 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_cont(struct cgroup *cont)
996 {
997         return mem_cgroup_from_css(
998                 cgroup_subsys_state(cont, mem_cgroup_subsys_id));
999 }
1000
1001 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1002 {
1003         /*
1004          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1005          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1006          * So this can be called with p == NULL.
1007          */
1008         if (unlikely(!p))
1009                 return NULL;
1010
1011         return mem_cgroup_from_css(task_subsys_state(p, mem_cgroup_subsys_id));
1012 }
1013
1014 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1015 {
1016         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1017
1018         if (!mm)
1019                 return NULL;
1020         /*
1021          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
1022          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
1023          * pessimistic (rather than adding locks here).
1024          */
1025         rcu_read_lock();
1026         do {
1027                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1028                 if (unlikely(!memcg))
1029                         break;
1030         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1031         rcu_read_unlock();
1032         return memcg;
1033 }
1034
1035 /**
1036  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1037  * @root: hierarchy root
1038  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1039  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1040  *
1041  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1042  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1043  *
1044  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1045  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1046  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1047  *
1048  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
1049  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1050  * reclaimers operating on the same zone and priority.
1051  */
1052 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1053                                    struct mem_cgroup *prev,
1054                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1055 {
1056         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1057         int id = 0;
1058
1059         if (mem_cgroup_disabled())
1060                 return NULL;
1061
1062         if (!root)
1063                 root = root_mem_cgroup;
1064
1065         if (prev && !reclaim)
1066                 id = css_id(&prev->css);
1067
1068         if (prev && prev != root)
1069                 css_put(&prev->css);
1070
1071         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1072                 if (prev)
1073                         return NULL;
1074                 return root;
1075         }
1076
1077         while (!memcg) {
1078                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1079                 struct cgroup_subsys_state *css;
1080
1081                 if (reclaim) {
1082                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
1083                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
1084                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1085
1086                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
1087                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
1088                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1089                                 return NULL;
1090                         id = iter->position;
1091                 }
1092
1093                 rcu_read_lock();
1094                 css = css_get_next(&mem_cgroup_subsys, id + 1, &root->css, &id);
1095                 if (css) {
1096                         if (css == &root->css || css_tryget(css))
1097                                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1098                 } else
1099                         id = 0;
1100                 rcu_read_unlock();
1101
1102                 if (reclaim) {
1103                         iter->position = id;
1104                         if (!css)
1105                                 iter->generation++;
1106                         else if (!prev && memcg)
1107                                 reclaim->generation = iter->generation;
1108                 }
1109
1110                 if (prev && !css)
1111                         return NULL;
1112         }
1113         return memcg;
1114 }
1115
1116 /**
1117  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1118  * @root: hierarchy root
1119  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1120  */
1121 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1122                            struct mem_cgroup *prev)
1123 {
1124         if (!root)
1125                 root = root_mem_cgroup;
1126         if (prev && prev != root)
1127                 css_put(&prev->css);
1128 }
1129
1130 /*
1131  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1132  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1133  * be used for reference counting.
1134  */
1135 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1136         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1137              iter != NULL;                              \
1138              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1139
1140 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1141         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1142              iter != NULL;                              \
1143              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1144
1145 void mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1146 {
1147         struct mem_cgroup *memcg;
1148
1149         if (!mm)
1150                 return;
1151
1152         rcu_read_lock();
1153         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1154         if (unlikely(!memcg))
1155                 goto out;
1156
1157         switch (idx) {
1158         case PGFAULT:
1159                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1160                 break;
1161         case PGMAJFAULT:
1162                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1163                 break;
1164         default:
1165                 BUG();
1166         }
1167 out:
1168         rcu_read_unlock();
1169 }
1170 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_count_vm_event);
1171
1172 /**
1173  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1174  * @zone: zone of the wanted lruvec
1175  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1176  *
1177  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1178  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1179  * is disabled.
1180  */
1181 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1182                                       struct mem_cgroup *memcg)
1183 {
1184         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1185
1186         if (mem_cgroup_disabled())
1187                 return &zone->lruvec;
1188
1189         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1190         return &mz->lruvec;
1191 }
1192
1193 /*
1194  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1195  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1196  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1197  *
1198  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1199  * 1. charge
1200  * 2. moving account
1201  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1202  * It is added to LRU before charge.
1203  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1204  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1205  */
1206
1207 /**
1208  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1209  * @page: the page
1210  * @zone: zone of the page
1211  */
1212 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1213 {
1214         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1215         struct mem_cgroup *memcg;
1216         struct page_cgroup *pc;
1217
1218         if (mem_cgroup_disabled())
1219                 return &zone->lruvec;
1220
1221         pc = lookup_page_cgroup(page);
1222         memcg = pc->mem_cgroup;
1223
1224         /*
1225          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1226          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1227          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1228          *
1229          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1230          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1231          * of pc->mem_cgroup safe.
1232          */
1233         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1234                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1235
1236         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1237         return &mz->lruvec;
1238 }
1239
1240 /**
1241  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1242  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1243  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1244  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1245  *
1246  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1247  * lru list.
1248  */
1249 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1250                                 int nr_pages)
1251 {
1252         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1253         unsigned long *lru_size;
1254
1255         if (mem_cgroup_disabled())
1256                 return;
1257
1258         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1259         lru_size = mz->lru_size + lru;
1260         *lru_size += nr_pages;
1261         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1262 }
1263
1264 /*
1265  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1266  * hierarchy subtree
1267  */
1268 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1269                                   struct mem_cgroup *memcg)
1270 {
1271         if (root_memcg == memcg)
1272                 return true;
1273         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1274                 return false;
1275         return css_is_ancestor(&memcg->css, &root_memcg->css);
1276 }
1277
1278 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1279                                        struct mem_cgroup *memcg)
1280 {
1281         bool ret;
1282
1283         rcu_read_lock();
1284         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1285         rcu_read_unlock();
1286         return ret;
1287 }
1288
1289 int task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, const struct mem_cgroup *memcg)
1290 {
1291         int ret;
1292         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1293         struct task_struct *p;
1294
1295         p = find_lock_task_mm(task);
1296         if (p) {
1297                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1298                 task_unlock(p);
1299         } else {
1300                 /*
1301                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1302                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1303                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1304                  */
1305                 task_lock(task);
1306                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1307                 if (curr)
1308                         css_get(&curr->css);
1309                 task_unlock(task);
1310         }
1311         if (!curr)
1312                 return 0;
1313         /*
1314          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1315          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1316          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1317          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1318          */
1319         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1320         css_put(&curr->css);
1321         return ret;
1322 }
1323
1324 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1325 {
1326         unsigned long inactive_ratio;
1327         unsigned long inactive;
1328         unsigned long active;
1329         unsigned long gb;
1330
1331         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1332         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1333
1334         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1335         if (gb)
1336                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1337         else
1338                 inactive_ratio = 1;
1339
1340         return inactive * inactive_ratio < active;
1341 }
1342
1343 int mem_cgroup_inactive_file_is_low(struct lruvec *lruvec)
1344 {
1345         unsigned long active;
1346         unsigned long inactive;
1347
1348         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE);
1349         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_FILE);
1350
1351         return (active > inactive);
1352 }
1353
1354 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1355         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1356
1357 /**
1358  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1359  * @memcg: the memory cgroup
1360  *
1361  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1362  * pages.
1363  */
1364 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1365 {
1366         unsigned long long margin;
1367
1368         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1369         if (do_swap_account)
1370                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1371         return margin >> PAGE_SHIFT;
1372 }
1373
1374 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1375 {
1376         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
1377
1378         /* root ? */
1379         if (cgrp->parent == NULL)
1380                 return vm_swappiness;
1381
1382         return memcg->swappiness;
1383 }
1384
1385 /*
1386  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1387  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1388  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1389  * rcu_read_lock(), like this:
1390  *
1391  *         CPU-A                                    CPU-B
1392  *                                              rcu_read_lock()
1393  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1394  *                                                   take heavy locks.
1395  *         synchronize_rcu()                    update something.
1396  *                                              rcu_read_unlock()
1397  *         start move here.
1398  */
1399
1400 /* for quick checking without looking up memcg */
1401 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1402
1403 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1404 {
1405         atomic_inc(&memcg_moving);
1406         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1407         synchronize_rcu();
1408 }
1409
1410 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1411 {
1412         /*
1413          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1414          * We check NULL in callee rather than caller.
1415          */
1416         if (memcg) {
1417                 atomic_dec(&memcg_moving);
1418                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1419         }
1420 }
1421
1422 /*
1423  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1424  *
1425  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1426  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1427  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1428  *
1429  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1430  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1431  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1432  */
1433
1434 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1435 {
1436         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1437         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1438 }
1439
1440 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1441 {
1442         struct mem_cgroup *from;
1443         struct mem_cgroup *to;
1444         bool ret = false;
1445         /*
1446          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1447          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1448          */
1449         spin_lock(&mc.lock);
1450         from = mc.from;
1451         to = mc.to;
1452         if (!from)
1453                 goto unlock;
1454
1455         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1456                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1457 unlock:
1458         spin_unlock(&mc.lock);
1459         return ret;
1460 }
1461
1462 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1463 {
1464         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1465                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1466                         DEFINE_WAIT(wait);
1467                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1468                         /* moving charge context might have finished. */
1469                         if (mc.moving_task)
1470                                 schedule();
1471                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1472                         return true;
1473                 }
1474         }
1475         return false;
1476 }
1477
1478 /*
1479  * Take this lock when
1480  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1481  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1482  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1483  */
1484 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1485                                   unsigned long *flags)
1486 {
1487         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1488 }
1489
1490 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1491                                 unsigned long *flags)
1492 {
1493         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1494 }
1495
1496 /**
1497  * mem_cgroup_print_oom_info: Called from OOM with tasklist_lock held in read mode.
1498  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1499  * @p: Task that is going to be killed
1500  *
1501  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1502  * enabled
1503  */
1504 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1505 {
1506         struct cgroup *task_cgrp;
1507         struct cgroup *mem_cgrp;
1508         /*
1509          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1510          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1511          * If this assumption is broken, revisit this code.
1512          */
1513         static char memcg_name[PATH_MAX];
1514         int ret;
1515
1516         if (!memcg || !p)
1517                 return;
1518
1519         rcu_read_lock();
1520
1521         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1522         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1523
1524         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1525         if (ret < 0) {
1526                 /*
1527                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1528                  * But we'll still print out the usage information
1529                  */
1530                 rcu_read_unlock();
1531                 goto done;
1532         }
1533         rcu_read_unlock();
1534
1535         printk(KERN_INFO "Task in %s killed", memcg_name);
1536
1537         rcu_read_lock();
1538         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1539         if (ret < 0) {
1540                 rcu_read_unlock();
1541                 goto done;
1542         }
1543         rcu_read_unlock();
1544
1545         /*
1546          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1547          */
1548         printk(KERN_CONT " as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1549 done:
1550
1551         printk(KERN_INFO "memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1552                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1553                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1554                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1555         printk(KERN_INFO "memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, "
1556                 "failcnt %llu\n",
1557                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1558                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1559                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1560         printk(KERN_INFO "kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1561                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) >> 10,
1562                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_LIMIT) >> 10,
1563                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_FAILCNT));
1564 }
1565
1566 /*
1567  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1568  * 1(self count) if no children.
1569  */
1570 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1571 {
1572         int num = 0;
1573         struct mem_cgroup *iter;
1574
1575         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1576                 num++;
1577         return num;
1578 }
1579
1580 /*
1581  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1582  */
1583 static u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1584 {
1585         u64 limit;
1586
1587         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1588
1589         /*
1590          * Do not consider swap space if we cannot swap due to swappiness
1591          */
1592         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1593                 u64 memsw;
1594
1595                 limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1596                 memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1597
1598                 /*
1599                  * If memsw is finite and limits the amount of swap space
1600                  * available to this memcg, return that limit.
1601                  */
1602                 limit = min(limit, memsw);
1603         }
1604
1605         return limit;
1606 }
1607
1608 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1609                                      int order)
1610 {
1611         struct mem_cgroup *iter;
1612         unsigned long chosen_points = 0;
1613         unsigned long totalpages;
1614         unsigned int points = 0;
1615         struct task_struct *chosen = NULL;
1616
1617         /*
1618          * If current has a pending SIGKILL, then automatically select it.  The
1619          * goal is to allow it to allocate so that it may quickly exit and free
1620          * its memory.
1621          */
1622         if (fatal_signal_pending(current)) {
1623                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1624                 return;
1625         }
1626
1627         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1628         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) >> PAGE_SHIFT ? : 1;
1629         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1630                 struct cgroup *cgroup = iter->css.cgroup;
1631                 struct cgroup_iter it;
1632                 struct task_struct *task;
1633
1634                 cgroup_iter_start(cgroup, &it);
1635                 while ((task = cgroup_iter_next(cgroup, &it))) {
1636                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1637                                                         false)) {
1638                         case OOM_SCAN_SELECT:
1639                                 if (chosen)
1640                                         put_task_struct(chosen);
1641                                 chosen = task;
1642                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1643                                 get_task_struct(chosen);
1644                                 /* fall through */
1645                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1646                                 continue;
1647                         case OOM_SCAN_ABORT:
1648                                 cgroup_iter_end(cgroup, &it);
1649                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1650                                 if (chosen)
1651                                         put_task_struct(chosen);
1652                                 return;
1653                         case OOM_SCAN_OK:
1654                                 break;
1655                         };
1656                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1657                         if (points > chosen_points) {
1658                                 if (chosen)
1659                                         put_task_struct(chosen);
1660                                 chosen = task;
1661                                 chosen_points = points;
1662                                 get_task_struct(chosen);
1663                         }
1664                 }
1665                 cgroup_iter_end(cgroup, &it);
1666         }
1667
1668         if (!chosen)
1669                 return;
1670         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1671         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1672                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1673 }
1674
1675 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1676                                         gfp_t gfp_mask,
1677                                         unsigned long flags)
1678 {
1679         unsigned long total = 0;
1680         bool noswap = false;
1681         int loop;
1682
1683         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1684                 noswap = true;
1685         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1686                 noswap = true;
1687
1688         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1689                 if (loop)
1690                         drain_all_stock_async(memcg);
1691                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1692                 /*
1693                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1694                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1695                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1696                  */
1697                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1698                         break;
1699                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1700                         break;
1701                 /*
1702                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1703                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1704                  */
1705                 if (loop && !total)
1706                         break;
1707         }
1708         return total;
1709 }
1710
1711 /**
1712  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1713  * @memcg: the target memcg
1714  * @nid: the node ID to be checked.
1715  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1716  *
1717  * This function returns whether the specified memcg contains any
1718  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1719  * pages in the node.
1720  */
1721 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1722                 int nid, bool noswap)
1723 {
1724         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1725                 return true;
1726         if (noswap || !total_swap_pages)
1727                 return false;
1728         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1729                 return true;
1730         return false;
1731
1732 }
1733 #if MAX_NUMNODES > 1
1734
1735 /*
1736  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1737  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1738  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1739  *
1740  */
1741 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1742 {
1743         int nid;
1744         /*
1745          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1746          * pagein/pageout changes since the last update.
1747          */
1748         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1749                 return;
1750         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1751                 return;
1752
1753         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1754         memcg->scan_nodes = node_states[N_HIGH_MEMORY];
1755
1756         for_each_node_mask(nid, node_states[N_HIGH_MEMORY]) {
1757
1758                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1759                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1760         }
1761
1762         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1763         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1764 }
1765
1766 /*
1767  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1768  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1769  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1770  *
1771  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1772  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1773  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1774  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1775  *
1776  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1777  */
1778 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1779 {
1780         int node;
1781
1782         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1783         node = memcg->last_scanned_node;
1784
1785         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1786         if (node == MAX_NUMNODES)
1787                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1788         /*
1789          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1790          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1791          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1792          * we use curret node.
1793          */
1794         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1795                 node = numa_node_id();
1796
1797         memcg->last_scanned_node = node;
1798         return node;
1799 }
1800
1801 /*
1802  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1803  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1804  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1805  * enough new information. We need to do double check.
1806  */
1807 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1808 {
1809         int nid;
1810
1811         /*
1812          * quick check...making use of scan_node.
1813          * We can skip unused nodes.
1814          */
1815         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1816                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1817                      nid < MAX_NUMNODES;
1818                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1819
1820                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1821                                 return true;
1822                 }
1823         }
1824         /*
1825          * Check rest of nodes.
1826          */
1827         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
1828                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1829                         continue;
1830                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1831                         return true;
1832         }
1833         return false;
1834 }
1835
1836 #else
1837 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1838 {
1839         return 0;
1840 }
1841
1842 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1843 {
1844         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
1845 }
1846 #endif
1847
1848 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1849                                    struct zone *zone,
1850                                    gfp_t gfp_mask,
1851                                    unsigned long *total_scanned)
1852 {
1853         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1854         int total = 0;
1855         int loop = 0;
1856         unsigned long excess;
1857         unsigned long nr_scanned;
1858         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1859                 .zone = zone,
1860                 .priority = 0,
1861         };
1862
1863         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
1864
1865         while (1) {
1866                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1867                 if (!victim) {
1868                         loop++;
1869                         if (loop >= 2) {
1870                                 /*
1871                                  * If we have not been able to reclaim
1872                                  * anything, it might because there are
1873                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1874                                  */
1875                                 if (!total)
1876                                         break;
1877                                 /*
1878                                  * We want to do more targeted reclaim.
1879                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1880                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1881                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1882                                  */
1883                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1884                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1885                                         break;
1886                         }
1887                         continue;
1888                 }
1889                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
1890                         continue;
1891                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1892                                                      zone, &nr_scanned);
1893                 *total_scanned += nr_scanned;
1894                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
1895                         break;
1896         }
1897         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1898         return total;
1899 }
1900
1901 /*
1902  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1903  * If someone is running, return false.
1904  * Has to be called with memcg_oom_lock
1905  */
1906 static bool mem_cgroup_oom_lock(struct mem_cgroup *memcg)
1907 {
1908         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1909
1910         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1911                 if (iter->oom_lock) {
1912                         /*
1913                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1914                          * so we cannot give a lock.
1915                          */
1916                         failed = iter;
1917                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1918                         break;
1919                 } else
1920                         iter->oom_lock = true;
1921         }
1922
1923         if (!failed)
1924                 return true;
1925
1926         /*
1927          * OK, we failed to lock the whole subtree so we have to clean up
1928          * what we set up to the failing subtree
1929          */
1930         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1931                 if (iter == failed) {
1932                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1933                         break;
1934                 }
1935                 iter->oom_lock = false;
1936         }
1937         return false;
1938 }
1939
1940 /*
1941  * Has to be called with memcg_oom_lock
1942  */
1943 static int mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1944 {
1945         struct mem_cgroup *iter;
1946
1947         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1948                 iter->oom_lock = false;
1949         return 0;
1950 }
1951
1952 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1953 {
1954         struct mem_cgroup *iter;
1955
1956         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1957                 atomic_inc(&iter->under_oom);
1958 }
1959
1960 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1961 {
1962         struct mem_cgroup *iter;
1963
1964         /*
1965          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1966          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
1967          * atomic_add_unless() here.
1968          */
1969         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1970                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
1971 }
1972
1973 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1974 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1975
1976 struct oom_wait_info {
1977         struct mem_cgroup *memcg;
1978         wait_queue_t    wait;
1979 };
1980
1981 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1982         unsigned mode, int sync, void *arg)
1983 {
1984         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1985         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1986         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1987
1988         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1989         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1990
1991         /*
1992          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
1993          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
1994          */
1995         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
1996                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
1997                 return 0;
1998         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1999 }
2000
2001 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2002 {
2003         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
2004         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
2005 }
2006
2007 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
2008 {
2009         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
2010                 memcg_wakeup_oom(memcg);
2011 }
2012
2013 /*
2014  * try to call OOM killer. returns false if we should exit memory-reclaim loop.
2015  */
2016 static bool mem_cgroup_handle_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask,
2017                                   int order)
2018 {
2019         struct oom_wait_info owait;
2020         bool locked, need_to_kill;
2021
2022         owait.memcg = memcg;
2023         owait.wait.flags = 0;
2024         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2025         owait.wait.private = current;
2026         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
2027         need_to_kill = true;
2028         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2029
2030         /* At first, try to OOM lock hierarchy under memcg.*/
2031         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2032         locked = mem_cgroup_oom_lock(memcg);
2033         /*
2034          * Even if signal_pending(), we can't quit charge() loop without
2035          * accounting. So, UNINTERRUPTIBLE is appropriate. But SIGKILL
2036          * under OOM is always welcomed, use TASK_KILLABLE here.
2037          */
2038         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2039         if (!locked || memcg->oom_kill_disable)
2040                 need_to_kill = false;
2041         if (locked)
2042                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2043         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2044
2045         if (need_to_kill) {
2046                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2047                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order);
2048         } else {
2049                 schedule();
2050                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2051         }
2052         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2053         if (locked)
2054                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2055         memcg_wakeup_oom(memcg);
2056         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2057
2058         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2059
2060         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
2061                 return false;
2062         /* Give chance to dying process */
2063         schedule_timeout_uninterruptible(1);
2064         return true;
2065 }
2066
2067 /*
2068  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
2069  * generalized to update other statistics as well.
2070  *
2071  * Notes: Race condition
2072  *
2073  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
2074  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
2075  * to do so _always_.
2076  *
2077  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
2078  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
2079  * are no race with "charge".
2080  *
2081  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
2082  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
2083  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
2084  * by flags.
2085  *
2086  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
2087  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
2088  * If there is, we take a lock.
2089  */
2090
2091 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
2092                                 bool *locked, unsigned long *flags)
2093 {
2094         struct mem_cgroup *memcg;
2095         struct page_cgroup *pc;
2096
2097         pc = lookup_page_cgroup(page);
2098 again:
2099         memcg = pc->mem_cgroup;
2100         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2101                 return;
2102         /*
2103          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
2104          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
2105          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
2106          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
2107          */
2108         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
2109                 return;
2110
2111         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2112         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2113                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2114                 goto again;
2115         }
2116         *locked = true;
2117 }
2118
2119 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
2120 {
2121         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2122
2123         /*
2124          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
2125          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
2126          * should take move_lock_mem_cgroup().
2127          */
2128         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
2129 }
2130
2131 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
2132                                  enum mem_cgroup_page_stat_item idx, int val)
2133 {
2134         struct mem_cgroup *memcg;
2135         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2136         unsigned long uninitialized_var(flags);
2137
2138         if (mem_cgroup_disabled())
2139                 return;
2140
2141         memcg = pc->mem_cgroup;
2142         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2143                 return;
2144
2145         switch (idx) {
2146         case MEMCG_NR_FILE_MAPPED:
2147                 idx = MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED;
2148                 break;
2149         default:
2150                 BUG();
2151         }
2152
2153         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2154 }
2155
2156 /*
2157  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2158  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2159  */
2160 #define CHARGE_BATCH    32U
2161 struct memcg_stock_pcp {
2162         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2163         unsigned int nr_pages;
2164         struct work_struct work;
2165         unsigned long flags;
2166 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2167 };
2168 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2169 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2170
2171 /**
2172  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2173  * @memcg: memcg to consume from.
2174  * @nr_pages: how many pages to charge.
2175  *
2176  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2177  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2178  * service an allocation will refill the stock.
2179  *
2180  * returns true if successful, false otherwise.
2181  */
2182 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2183 {
2184         struct memcg_stock_pcp *stock;
2185         bool ret = true;
2186
2187         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2188                 return false;
2189
2190         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2191         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages)
2192                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2193         else /* need to call res_counter_charge */
2194                 ret = false;
2195         put_cpu_var(memcg_stock);
2196         return ret;
2197 }
2198
2199 /*
2200  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2201  */
2202 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2203 {
2204         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2205
2206         if (stock->nr_pages) {
2207                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2208
2209                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2210                 if (do_swap_account)
2211                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2212                 stock->nr_pages = 0;
2213         }
2214         stock->cached = NULL;
2215 }
2216
2217 /*
2218  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2219  * a thread which is pinned to local cpu.
2220  */
2221 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2222 {
2223         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2224         drain_stock(stock);
2225         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2226 }
2227
2228 /*
2229  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2230  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2231  */
2232 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2233 {
2234         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2235
2236         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2237                 drain_stock(stock);
2238                 stock->cached = memcg;
2239         }
2240         stock->nr_pages += nr_pages;
2241         put_cpu_var(memcg_stock);
2242 }
2243
2244 /*
2245  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2246  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2247  * until the work is done.
2248  */
2249 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2250 {
2251         int cpu, curcpu;
2252
2253         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2254         get_online_cpus();
2255         curcpu = get_cpu();
2256         for_each_online_cpu(cpu) {
2257                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2258                 struct mem_cgroup *memcg;
2259
2260                 memcg = stock->cached;
2261                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2262                         continue;
2263                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2264                         continue;
2265                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2266                         if (cpu == curcpu)
2267                                 drain_local_stock(&stock->work);
2268                         else
2269                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2270                 }
2271         }
2272         put_cpu();
2273
2274         if (!sync)
2275                 goto out;
2276
2277         for_each_online_cpu(cpu) {
2278                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2279                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2280                         flush_work(&stock->work);
2281         }
2282 out:
2283         put_online_cpus();
2284 }
2285
2286 /*
2287  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2288  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2289  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2290  * it.
2291  */
2292 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2293 {
2294         /*
2295          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2296          */
2297         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2298                 return;
2299         drain_all_stock(root_memcg, false);
2300         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2301 }
2302
2303 /* This is a synchronous drain interface. */
2304 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2305 {
2306         /* called when force_empty is called */
2307         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2308         drain_all_stock(root_memcg, true);
2309         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2310 }
2311
2312 /*
2313  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2314  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2315  */
2316 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2317 {
2318         int i;
2319
2320         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2321         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2322                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2323
2324                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2325                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2326         }
2327         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2328                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2329
2330                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2331                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2332         }
2333         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2334 }
2335
2336 static int __cpuinit memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2337                                         unsigned long action,
2338                                         void *hcpu)
2339 {
2340         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2341         struct memcg_stock_pcp *stock;
2342         struct mem_cgroup *iter;
2343
2344         if (action == CPU_ONLINE)
2345                 return NOTIFY_OK;
2346
2347         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2348                 return NOTIFY_OK;
2349
2350         for_each_mem_cgroup(iter)
2351                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2352
2353         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2354         drain_stock(stock);
2355         return NOTIFY_OK;
2356 }
2357
2358
2359 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2360 enum {
2361         CHARGE_OK,              /* success */
2362         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2363         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2364         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2365         CHARGE_OOM_DIE,         /* the current is killed because of OOM */
2366 };
2367
2368 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2369                                 unsigned int nr_pages, unsigned int min_pages,
2370                                 bool oom_check)
2371 {
2372         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2373         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2374         struct res_counter *fail_res;
2375         unsigned long flags = 0;
2376         int ret;
2377
2378         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2379
2380         if (likely(!ret)) {
2381                 if (!do_swap_account)
2382                         return CHARGE_OK;
2383                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2384                 if (likely(!ret))
2385                         return CHARGE_OK;
2386
2387                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2388                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2389                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2390         } else
2391                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2392         /*
2393          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2394          * single page instead.
2395          */
2396         if (nr_pages > min_pages)
2397                 return CHARGE_RETRY;
2398
2399         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2400                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2401
2402         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2403                 return CHARGE_NOMEM;
2404
2405         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2406         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2407                 return CHARGE_RETRY;
2408         /*
2409          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2410          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2411          * before killing the task.
2412          *
2413          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2414          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2415          * to regular pages anyway in case of failure.
2416          */
2417         if (nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) && ret)
2418                 return CHARGE_RETRY;
2419
2420         /*
2421          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2422          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2423          */
2424         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2425                 return CHARGE_RETRY;
2426
2427         /* If we don't need to call oom-killer at el, return immediately */
2428         if (!oom_check)
2429                 return CHARGE_NOMEM;
2430         /* check OOM */
2431         if (!mem_cgroup_handle_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize)))
2432                 return CHARGE_OOM_DIE;
2433
2434         return CHARGE_RETRY;
2435 }
2436
2437 /*
2438  * __mem_cgroup_try_charge() does
2439  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2440  * 2. update res_counter
2441  * 3. call memory reclaim if necessary.
2442  *
2443  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2444  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2445  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2446  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2447  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2448  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2449  *
2450  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2451  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2452  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2453  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2454  *
2455  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2456  * the oom-killer can be invoked.
2457  */
2458 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2459                                    gfp_t gfp_mask,
2460                                    unsigned int nr_pages,
2461                                    struct mem_cgroup **ptr,
2462                                    bool oom)
2463 {
2464         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2465         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2466         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2467         int ret;
2468
2469         /*
2470          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2471          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2472          * MEMDIE process.
2473          */
2474         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2475                      || fatal_signal_pending(current)))
2476                 goto bypass;
2477
2478         /*
2479          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2480          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2481          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2482          * set, if so charge the root memcg (happens for pagecache usage).
2483          */
2484         if (!*ptr && !mm)
2485                 *ptr = root_mem_cgroup;
2486 again:
2487         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2488                 memcg = *ptr;
2489                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2490                         goto done;
2491                 if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2492                         goto done;
2493                 css_get(&memcg->css);
2494         } else {
2495                 struct task_struct *p;
2496
2497                 rcu_read_lock();
2498                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2499                 /*
2500                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2501                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2502                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2503                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2504                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2505                  * small race, here.
2506                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2507                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2508                  */
2509                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2510                 if (!memcg)
2511                         memcg = root_mem_cgroup;
2512                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2513                         rcu_read_unlock();
2514                         goto done;
2515                 }
2516                 if (consume_stock(memcg, nr_pages)) {
2517                         /*
2518                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2519                          * But considering how consume_stok works, it's not
2520                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2521                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2522                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2523                          * calling consume_stock().
2524                          */
2525                         rcu_read_unlock();
2526                         goto done;
2527                 }
2528                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2529                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2530                         rcu_read_unlock();
2531                         goto again;
2532                 }
2533                 rcu_read_unlock();
2534         }
2535
2536         do {
2537                 bool oom_check;
2538
2539                 /* If killed, bypass charge */
2540                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2541                         css_put(&memcg->css);
2542                         goto bypass;
2543                 }
2544
2545                 oom_check = false;
2546                 if (oom && !nr_oom_retries) {
2547                         oom_check = true;
2548                         nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2549                 }
2550
2551                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch, nr_pages,
2552                     oom_check);
2553                 switch (ret) {
2554                 case CHARGE_OK:
2555                         break;
2556                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2557                         batch = nr_pages;
2558                         css_put(&memcg->css);
2559                         memcg = NULL;
2560                         goto again;
2561                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2562                         css_put(&memcg->css);
2563                         goto nomem;
2564                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2565                         if (!oom) {
2566                                 css_put(&memcg->css);
2567                                 goto nomem;
2568                         }
2569                         /* If oom, we never return -ENOMEM */
2570                         nr_oom_retries--;
2571                         break;
2572                 case CHARGE_OOM_DIE: /* Killed by OOM Killer */
2573                         css_put(&memcg->css);
2574                         goto bypass;
2575                 }
2576         } while (ret != CHARGE_OK);
2577
2578         if (batch > nr_pages)
2579                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2580         css_put(&memcg->css);
2581 done:
2582         *ptr = memcg;
2583         return 0;
2584 nomem:
2585         *ptr = NULL;
2586         return -ENOMEM;
2587 bypass:
2588         *ptr = root_mem_cgroup;
2589         return -EINTR;
2590 }
2591
2592 /*
2593  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2594  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2595  * gotten by try_charge().
2596  */
2597 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2598                                        unsigned int nr_pages)
2599 {
2600         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2601                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2602
2603                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2604                 if (do_swap_account)
2605                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2606         }
2607 }
2608
2609 /*
2610  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2611  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2612  */
2613 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2614                                         unsigned int nr_pages)
2615 {
2616         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2617
2618         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2619                 return;
2620
2621         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2622         if (do_swap_account)
2623                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2624                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2625 }
2626
2627 /*
2628  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2629  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling css_tryget if
2630  * the mem_cgroup is used for charging. (dropping refcnt from swap can be
2631  * called against removed memcg.)
2632  */
2633 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2634 {
2635         struct cgroup_subsys_state *css;
2636
2637         /* ID 0 is unused ID */
2638         if (!id)
2639                 return NULL;
2640         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2641         if (!css)
2642                 return NULL;
2643         return mem_cgroup_from_css(css);
2644 }
2645
2646 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2647 {
2648         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2649         struct page_cgroup *pc;
2650         unsigned short id;
2651         swp_entry_t ent;
2652
2653         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2654
2655         pc = lookup_page_cgroup(page);
2656         lock_page_cgroup(pc);
2657         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2658                 memcg = pc->mem_cgroup;
2659                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2660                         memcg = NULL;
2661         } else if (PageSwapCache(page)) {
2662                 ent.val = page_private(page);
2663                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2664                 rcu_read_lock();
2665                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2666                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2667                         memcg = NULL;
2668                 rcu_read_unlock();
2669         }
2670         unlock_page_cgroup(pc);
2671         return memcg;
2672 }
2673
2674 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2675                                        struct page *page,
2676                                        unsigned int nr_pages,
2677                                        enum charge_type ctype,
2678                                        bool lrucare)
2679 {
2680         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2681         struct zone *uninitialized_var(zone);
2682         struct lruvec *lruvec;
2683         bool was_on_lru = false;
2684         bool anon;
2685
2686         lock_page_cgroup(pc);
2687         VM_BUG_ON(PageCgroupUsed(pc));
2688         /*
2689          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2690          * accessed by any other context at this point.
2691          */
2692
2693         /*
2694          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2695          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2696          */
2697         if (lrucare) {
2698                 zone = page_zone(page);
2699                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2700                 if (PageLRU(page)) {
2701                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2702                         ClearPageLRU(page);
2703                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2704                         was_on_lru = true;
2705                 }
2706         }
2707
2708         pc->mem_cgroup = memcg;
2709         /*
2710          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2711          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2712          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2713          * before USED bit, we need memory barrier here.
2714          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2715          */
2716         smp_wmb();
2717         SetPageCgroupUsed(pc);
2718
2719         if (lrucare) {
2720                 if (was_on_lru) {
2721                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2722                         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2723                         SetPageLRU(page);
2724                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2725                 }
2726                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2727         }
2728
2729         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON)
2730                 anon = true;
2731         else
2732                 anon = false;
2733
2734         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, nr_pages);
2735         unlock_page_cgroup(pc);
2736
2737         /*
2738          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2739          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2740          * if they exceeds softlimit.
2741          */
2742         memcg_check_events(memcg, page);
2743 }
2744
2745 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2746 static inline bool memcg_can_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2747 {
2748         return !mem_cgroup_disabled() && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
2749                 (memcg->kmem_account_flags & KMEM_ACCOUNTED_MASK);
2750 }
2751
2752 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp, u64 size)
2753 {
2754         struct res_counter *fail_res;
2755         struct mem_cgroup *_memcg;
2756         int ret = 0;
2757         bool may_oom;
2758
2759         ret = res_counter_charge(&memcg->kmem, size, &fail_res);
2760         if (ret)
2761                 return ret;
2762
2763         /*
2764          * Conditions under which we can wait for the oom_killer. Those are
2765          * the same conditions tested by the core page allocator
2766          */
2767         may_oom = (gfp & __GFP_FS) && !(gfp & __GFP_NORETRY);
2768
2769         _memcg = memcg;
2770         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp, size >> PAGE_SHIFT,
2771                                       &_memcg, may_oom);
2772
2773         if (ret == -EINTR)  {
2774                 /*
2775                  * __mem_cgroup_try_charge() chosed to bypass to root due to
2776                  * OOM kill or fatal signal.  Since our only options are to
2777                  * either fail the allocation or charge it to this cgroup, do
2778                  * it as a temporary condition. But we can't fail. From a
2779                  * kmem/slab perspective, the cache has already been selected,
2780                  * by mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
2781                  * our minds.
2782                  *
2783                  * This condition will only trigger if the task entered
2784                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed during
2785                  * __mem_cgroup_try_charge() above. Tasks that were already
2786                  * dying when the allocation triggers should have been already
2787                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
2788                  */
2789                 res_counter_charge_nofail(&memcg->res, size, &fail_res);
2790                 if (do_swap_account)
2791                         res_counter_charge_nofail(&memcg->memsw, size,
2792                                                   &fail_res);
2793                 ret = 0;
2794         } else if (ret)
2795                 res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size);
2796
2797         return ret;
2798 }
2799
2800 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, u64 size)
2801 {
2802         res_counter_uncharge(&memcg->res, size);
2803         if (do_swap_account)
2804                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, size);
2805
2806         /* Not down to 0 */
2807         if (res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size))
2808                 return;
2809
2810         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
2811                 mem_cgroup_put(memcg);
2812 }
2813
2814 void memcg_cache_list_add(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *cachep)
2815 {
2816         if (!memcg)
2817                 return;
2818
2819         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
2820         list_add(&cachep->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
2821         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
2822 }
2823
2824 /*
2825  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
2826  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
2827  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
2828  */
2829 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
2830 {
2831         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
2832 }
2833
2834 /*
2835  * This ends up being protected by the set_limit mutex, during normal
2836  * operation, because that is its main call site.
2837  *
2838  * But when we create a new cache, we can call this as well if its parent
2839  * is kmem-limited. That will have to hold set_limit_mutex as well.
2840  */
2841 int memcg_update_cache_sizes(struct mem_cgroup *memcg)
2842 {
2843         int num, ret;
2844
2845         num = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
2846                                 0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2847         if (num < 0)
2848                 return num;
2849         /*
2850          * After this point, kmem_accounted (that we test atomically in
2851          * the beginning of this conditional), is no longer 0. This
2852          * guarantees only one process will set the following boolean
2853          * to true. We don't need test_and_set because we're protected
2854          * by the set_limit_mutex anyway.
2855          */
2856         memcg_kmem_set_activated(memcg);
2857
2858         ret = memcg_update_all_caches(num+1);
2859         if (ret) {
2860                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, num);
2861                 memcg_kmem_clear_activated(memcg);
2862                 return ret;
2863         }
2864
2865         memcg->kmemcg_id = num;
2866         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
2867         mutex_init(&memcg->slab_caches_mutex);
2868         return 0;
2869 }
2870
2871 static size_t memcg_caches_array_size(int num_groups)
2872 {
2873         ssize_t size;
2874         if (num_groups <= 0)
2875                 return 0;
2876
2877         size = 2 * num_groups;
2878         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2879                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2880         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2881                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2882
2883         return size;
2884 }
2885
2886 /*
2887  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
2888  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
2889  * calling this.
2890  */
2891 void memcg_update_array_size(int num)
2892 {
2893         if (num > memcg_limited_groups_array_size)
2894                 memcg_limited_groups_array_size = memcg_caches_array_size(num);
2895 }
2896
2897 int memcg_update_cache_size(struct kmem_cache *s, int num_groups)
2898 {
2899         struct memcg_cache_params *cur_params = s->memcg_params;
2900
2901         VM_BUG_ON(s->memcg_params && !s->memcg_params->is_root_cache);
2902
2903         if (num_groups > memcg_limited_groups_array_size) {
2904                 int i;
2905                 ssize_t size = memcg_caches_array_size(num_groups);
2906
2907                 size *= sizeof(void *);
2908                 size += sizeof(struct memcg_cache_params);
2909
2910                 s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
2911                 if (!s->memcg_params) {
2912                         s->memcg_params = cur_params;
2913                         return -ENOMEM;
2914                 }
2915
2916                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
2917
2918                 /*
2919                  * There is the chance it will be bigger than
2920                  * memcg_limited_groups_array_size, if we failed an allocation
2921                  * in a cache, in which case all caches updated before it, will
2922                  * have a bigger array.
2923                  *
2924                  * But if that is the case, the data after
2925                  * memcg_limited_groups_array_size is certainly unused
2926                  */
2927                 for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
2928                         if (!cur_params->memcg_caches[i])
2929                                 continue;
2930                         s->memcg_params->memcg_caches[i] =
2931                                                 cur_params->memcg_caches[i];
2932                 }
2933
2934                 /*
2935                  * Ideally, we would wait until all caches succeed, and only
2936                  * then free the old one. But this is not worth the extra
2937                  * pointer per-cache we'd have to have for this.
2938                  *
2939                  * It is not a big deal if some caches are left with a size
2940                  * bigger than the others. And all updates will reset this
2941                  * anyway.
2942                  */
2943                 kfree(cur_params);
2944         }
2945         return 0;
2946 }
2947
2948 int memcg_register_cache(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s)
2949 {
2950         size_t size = sizeof(struct memcg_cache_params);
2951
2952         if (!memcg_kmem_enabled())
2953                 return 0;
2954
2955         if (!memcg)
2956                 size += memcg_limited_groups_array_size * sizeof(void *);
2957
2958         s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
2959         if (!s->memcg_params)
2960                 return -ENOMEM;
2961
2962         if (memcg)
2963                 s->memcg_params->memcg = memcg;
2964         return 0;
2965 }
2966
2967 void memcg_release_cache(struct kmem_cache *s)
2968 {
2969         kfree(s->memcg_params);
2970 }
2971
2972 /*
2973  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
2974  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
2975  * need a further commit step to do the final arrangements.
2976  *
2977  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
2978  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
2979  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
2980  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
2981  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
2982  * the compiled-out case as well.
2983  *
2984  * Returning true means the allocation is possible.
2985  */
2986 bool
2987 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
2988 {
2989         struct mem_cgroup *memcg;
2990         int ret;
2991
2992         *_memcg = NULL;
2993         memcg = try_get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2994
2995         /*
2996          * very rare case described in mem_cgroup_from_task. Unfortunately there
2997          * isn't much we can do without complicating this too much, and it would
2998          * be gfp-dependent anyway. Just let it go
2999          */
3000         if (unlikely(!memcg))
3001                 return true;
3002
3003         if (!memcg_can_account_kmem(memcg)) {
3004                 css_put(&memcg->css);
3005                 return true;
3006         }
3007
3008         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, PAGE_SIZE << order);
3009         if (!ret)
3010                 *_memcg = memcg;
3011
3012         css_put(&memcg->css);
3013         return (ret == 0);
3014 }
3015
3016 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3017                               int order)
3018 {
3019         struct page_cgroup *pc;
3020
3021         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3022
3023         /* The page allocation failed. Revert */
3024         if (!page) {
3025                 memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3026                 return;
3027         }
3028
3029         pc = lookup_page_cgroup(page);
3030         lock_page_cgroup(pc);
3031         pc->mem_cgroup = memcg;
3032         SetPageCgroupUsed(pc);
3033         unlock_page_cgroup(pc);
3034 }
3035
3036 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
3037 {
3038         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3039         struct page_cgroup *pc;
3040
3041
3042         pc = lookup_page_cgroup(page);
3043         /*
3044          * Fast unlocked return. Theoretically might have changed, have to
3045          * check again after locking.
3046          */
3047         if (!PageCgroupUsed(pc))
3048                 return;
3049
3050         lock_page_cgroup(pc);
3051         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3052                 memcg = pc->mem_cgroup;
3053                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3054         }
3055         unlock_page_cgroup(pc);
3056
3057         /*
3058          * We trust that only if there is a memcg associated with the page, it
3059          * is a valid allocation
3060          */
3061         if (!memcg)
3062                 return;
3063
3064         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3065         memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3066 }
3067 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3068
3069 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3070
3071 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
3072 /*
3073  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3074  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
3075  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
3076  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
3077  */
3078 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3079 {
3080         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
3081         struct page_cgroup *pc;
3082         int i;
3083
3084         if (mem_cgroup_disabled())
3085                 return;
3086         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3087                 pc = head_pc + i;
3088                 pc->mem_cgroup = head_pc->mem_cgroup;
3089                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
3090                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
3091         }
3092 }
3093 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3094
3095 /**
3096  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3097  * @page: the page
3098  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3099  * @pc: page_cgroup of the page.
3100  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3101  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3102  *
3103  * The caller must confirm following.
3104  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3105  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3106  *
3107  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3108  * from old cgroup.
3109  */
3110 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3111                                    unsigned int nr_pages,
3112                                    struct page_cgroup *pc,
3113                                    struct mem_cgroup *from,
3114                                    struct mem_cgroup *to)
3115 {
3116         unsigned long flags;
3117         int ret;
3118         bool anon = PageAnon(page);
3119
3120         VM_BUG_ON(from == to);
3121         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
3122         /*
3123          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3124          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3125          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3126          * hold it.
3127          */
3128         ret = -EBUSY;
3129         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3130                 goto out;
3131
3132         lock_page_cgroup(pc);
3133
3134         ret = -EINVAL;
3135         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
3136                 goto unlock;
3137
3138         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
3139
3140         if (!anon && page_mapped(page)) {
3141                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup */
3142                 preempt_disable();
3143                 __this_cpu_dec(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
3144                 __this_cpu_inc(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
3145                 preempt_enable();
3146         }
3147         mem_cgroup_charge_statistics(from, anon, -nr_pages);
3148
3149         /* caller should have done css_get */
3150         pc->mem_cgroup = to;
3151         mem_cgroup_charge_statistics(to, anon, nr_pages);
3152         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
3153         ret = 0;
3154 unlock:
3155         unlock_page_cgroup(pc);
3156         /*
3157          * check events
3158          */
3159         memcg_check_events(to, page);
3160         memcg_check_events(from, page);
3161 out:
3162         return ret;
3163 }
3164
3165 /**
3166  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
3167  * @page: the page to move
3168  * @pc: page_cgroup of the page
3169  * @child: page's cgroup
3170  *
3171  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
3172  * parent (aka use_hierarchy==0).
3173  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
3174  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
3175  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
3176  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
3177  * on the next attempt and the call should be retried later.
3178  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
3179  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
3180  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
3181  * LRU or vanish.
3182  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
3183  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
3184  * disappear in the next attempt.
3185  */
3186 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
3187                                   struct page_cgroup *pc,
3188                                   struct mem_cgroup *child)
3189 {
3190         struct mem_cgroup *parent;
3191         unsigned int nr_pages;
3192         unsigned long uninitialized_var(flags);
3193         int ret;
3194
3195         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
3196
3197         ret = -EBUSY;
3198         if (!get_page_unless_zero(page))
3199                 goto out;
3200         if (isolate_lru_page(page))
3201                 goto put;
3202
3203         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
3204
3205         parent = parent_mem_cgroup(child);
3206         /*
3207          * If no parent, move charges to root cgroup.
3208          */
3209         if (!parent)
3210                 parent = root_mem_cgroup;
3211
3212         if (nr_pages > 1) {
3213                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3214                 flags = compound_lock_irqsave(page);
3215         }
3216
3217         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
3218                                 pc, child, parent);
3219         if (!ret)
3220                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
3221
3222         if (nr_pages > 1)
3223                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
3224         putback_lru_page(page);
3225 put:
3226         put_page(page);
3227 out:
3228         return ret;
3229 }
3230
3231 /*
3232  * Charge the memory controller for page usage.
3233  * Return
3234  * 0 if the charge was successful
3235  * < 0 if the cgroup is over its limit
3236  */
3237 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3238                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
3239 {
3240         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3241         unsigned int nr_pages = 1;
3242         bool oom = true;
3243         int ret;
3244
3245         if (PageTransHuge(page)) {
3246                 nr_pages <<= compound_order(page);
3247                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3248                 /*
3249                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
3250                  * fault handler will fall back to regular pages.
3251                  */
3252                 oom = false;
3253         }
3254
3255         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
3256         if (ret == -ENOMEM)
3257                 return ret;
3258         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, ctype, false);
3259         return 0;
3260 }
3261
3262 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
3263                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
3264 {
3265         if (mem_cgroup_disabled())
3266                 return 0;
3267         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3268         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3269         VM_BUG_ON(!mm);
3270         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
3271                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3272 }
3273
3274 /*
3275  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
3276  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
3277  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
3278  * "commit()" or removed by "cancel()"
3279  */
3280 static int __mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
3281                                           struct page *page,
3282                                           gfp_t mask,
3283                                           struct mem_cgroup **memcgp)
3284 {
3285         struct mem_cgroup *memcg;
3286         struct page_cgroup *pc;
3287         int ret;
3288
3289         pc = lookup_page_cgroup(page);
3290         /*
3291          * Every swap fault against a single page tries to charge the
3292          * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
3293          * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
3294          * the page lock, which serializes swap cache removal, which
3295          * in turn serializes uncharging.
3296          */
3297         if (PageCgroupUsed(pc))
3298                 return 0;
3299         if (!do_swap_account)
3300                 goto charge_cur_mm;
3301         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
3302         if (!memcg)
3303                 goto charge_cur_mm;
3304         *memcgp = memcg;
3305         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
3306         css_put(&memcg->css);
3307         if (ret == -EINTR)
3308                 ret = 0;
3309         return ret;
3310 charge_cur_mm:
3311         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
3312         if (ret == -EINTR)
3313                 ret = 0;
3314         return ret;
3315 }
3316
3317 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm, struct page *page,
3318                                  gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
3319 {
3320         *memcgp = NULL;
3321         if (mem_cgroup_disabled())
3322                 return 0;
3323         /*
3324          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already
3325          * updated the pte, and even removed page from swap cache: in
3326          * those cases unuse_pte()'s pte_same() test will fail; but
3327          * there's also a KSM case which does need to charge the page.
3328          */
3329         if (!PageSwapCache(page)) {
3330                 int ret;
3331
3332                 ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, 1, memcgp, true);
3333                 if (ret == -EINTR)
3334                         ret = 0;
3335                 return ret;
3336         }
3337         return __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, memcgp);
3338 }
3339
3340 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
3341 {
3342         if (mem_cgroup_disabled())
3343                 return;
3344         if (!memcg)
3345                 return;
3346         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
3347 }
3348
3349 static void
3350 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3351                                         enum charge_type ctype)
3352 {
3353         if (mem_cgroup_disabled())
3354                 return;
3355         if (!memcg)
3356                 return;
3357
3358         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
3359         /*
3360          * Now swap is on-memory. This means this page may be
3361          * counted both as mem and swap....double count.
3362          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
3363          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
3364          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
3365          */
3366         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
3367                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
3368                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
3369         }
3370 }
3371
3372 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
3373                                      struct mem_cgroup *memcg)
3374 {
3375         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
3376                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3377 }
3378
3379 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3380                                 gfp_t gfp_mask)
3381 {
3382         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3383         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3384         int ret;
3385
3386         if (mem_cgroup_disabled())
3387                 return 0;
3388         if (PageCompound(page))
3389                 return 0;
3390
3391         if (!PageSwapCache(page))
3392                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
3393         else { /* page is swapcache/shmem */
3394                 ret = __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page,
3395                                                      gfp_mask, &memcg);
3396                 if (!ret)
3397                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
3398         }
3399         return ret;
3400 }
3401
3402 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
3403                                    unsigned int nr_pages,
3404                                    const enum charge_type ctype)
3405 {
3406         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
3407         bool uncharge_memsw = true;
3408
3409         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
3410         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
3411                 uncharge_memsw = false;
3412
3413         batch = &current->memcg_batch;
3414         /*
3415          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
3416          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
3417          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
3418          */
3419         if (!batch->memcg)
3420                 batch->memcg = memcg;
3421         /*
3422          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
3423          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
3424          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
3425          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
3426          * because we want to do uncharge as soon as possible.
3427          */
3428
3429         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
3430                 goto direct_uncharge;
3431
3432         if (nr_pages > 1)
3433                 goto direct_uncharge;
3434
3435         /*
3436          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
3437          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
3438          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
3439          */
3440         if (batch->memcg != memcg)
3441                 goto direct_uncharge;
3442         /* remember freed charge and uncharge it later */
3443         batch->nr_pages++;
3444         if (uncharge_memsw)
3445                 batch->memsw_nr_pages++;
3446         return;
3447 direct_uncharge:
3448         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
3449         if (uncharge_memsw)
3450                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
3451         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
3452                 memcg_oom_recover(memcg);
3453 }
3454
3455 /*
3456  * uncharge if !page_mapped(page)
3457  */
3458 static struct mem_cgroup *
3459 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype,
3460                              bool end_migration)
3461 {
3462         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3463         unsigned int nr_pages = 1;
3464         struct page_cgroup *pc;
3465         bool anon;
3466
3467         if (mem_cgroup_disabled())
3468                 return NULL;
3469
3470         VM_BUG_ON(PageSwapCache(page));
3471
3472         if (PageTransHuge(page)) {
3473                 nr_pages <<= compound_order(page);
3474                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3475         }
3476         /*
3477          * Check if our page_cgroup is valid
3478          */
3479         pc = lookup_page_cgroup(page);
3480         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
3481                 return NULL;
3482
3483         lock_page_cgroup(pc);
3484
3485         memcg = pc->mem_cgroup;
3486
3487         if (!PageCgroupUsed(pc))
3488                 goto unlock_out;
3489
3490         anon = PageAnon(page);
3491
3492         switch (ctype) {
3493         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON:
3494                 /*
3495                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
3496                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
3497                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
3498                  */
3499                 anon = true;
3500                 /* fallthrough */
3501         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
3502                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
3503                 if (page_mapped(page))
3504                         goto unlock_out;
3505                 /*
3506                  * Pages under migration may not be uncharged.  But
3507                  * end_migration() /must/ be the one uncharging the
3508                  * unused post-migration page and so it has to call
3509                  * here with the migration bit still set.  See the
3510                  * res_counter handling below.
3511                  */
3512                 if (!end_migration && PageCgroupMigration(pc))
3513                         goto unlock_out;
3514                 break;
3515         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
3516                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
3517                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
3518                                 goto unlock_out;
3519                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
3520                                 goto unlock_out;
3521                 break;
3522         default:
3523                 break;
3524         }
3525
3526         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, -nr_pages);
3527
3528         ClearPageCgroupUsed(pc);
3529         /*
3530          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
3531          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
3532          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
3533          * special functions.
3534          */
3535
3536         unlock_page_cgroup(pc);
3537         /*
3538          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
3539          * will never be freed.
3540          */
3541         memcg_check_events(memcg, page);
3542         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
3543                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
3544                 mem_cgroup_get(memcg);
3545         }
3546         /*
3547          * Migration does not charge the res_counter for the
3548          * replacement page, so leave it alone when phasing out the
3549          * page that is unused after the migration.
3550          */
3551         if (!end_migration && !mem_cgroup_is_root(memcg))
3552                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
3553
3554         return memcg;
3555
3556 unlock_out:
3557         unlock_page_cgroup(pc);
3558         return NULL;
3559 }
3560
3561 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
3562 {
3563         /* early check. */
3564         if (page_mapped(page))
3565                 return;
3566         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3567         if (PageSwapCache(page))
3568                 return;
3569         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
3570 }
3571
3572 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
3573 {
3574         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3575         VM_BUG_ON(page->mapping);
3576         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE, false);
3577 }
3578
3579 /*
3580  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
3581  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
3582  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
3583  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
3584  * This may be called prural(2) times in a context,
3585  */
3586
3587 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
3588 {
3589         current->memcg_batch.do_batch++;
3590         /* We can do nest. */
3591         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
3592                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
3593                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
3594                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
3595         }
3596 }
3597
3598 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
3599 {
3600         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
3601
3602         if (!batch->do_batch)
3603                 return;
3604
3605         batch->do_batch--;
3606         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
3607                 return;
3608
3609         if (!batch->memcg)
3610                 return;
3611         /*
3612          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
3613          * bacause we hide charges behind us.
3614          */
3615         if (batch->nr_pages)
3616                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
3617                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
3618         if (batch->memsw_nr_pages)
3619                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
3620                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
3621         memcg_oom_recover(batch->memcg);
3622         /* forget this pointer (for sanity check) */
3623         batch->memcg = NULL;
3624 }
3625
3626 #ifdef CONFIG_SWAP
3627 /*
3628  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
3629  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
3630  */
3631 void
3632 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
3633 {
3634         struct mem_cgroup *memcg;
3635         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
3636
3637         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
3638                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
3639
3640         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype, false);
3641
3642         /*
3643          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
3644          * mem_cgroup_get() was called in uncharge().
3645          */
3646         if (do_swap_account && swapout && memcg)
3647                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
3648 }
3649 #endif
3650
3651 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
3652 /*
3653  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
3654  * uncharge "memsw" account.
3655  */
3656 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
3657 {
3658         struct mem_cgroup *memcg;
3659         unsigned short id;
3660
3661         if (!do_swap_account)
3662                 return;
3663
3664         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
3665         rcu_read_lock();
3666         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
3667         if (memcg) {
3668                 /*
3669                  * We uncharge this because swap is freed.
3670                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
3671                  */
3672                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
3673                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
3674                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
3675                 mem_cgroup_put(memcg);
3676         }
3677         rcu_read_unlock();
3678 }
3679
3680 /**
3681  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3682  * @entry: swap entry to be moved
3683  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3684  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3685  *
3686  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3687  * as the mem_cgroup's id of @from.
3688  *
3689  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3690  *
3691  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
3692  * both res and memsw, and called css_get().
3693  */
3694 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3695                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3696 {
3697         unsigned short old_id, new_id;
3698
3699         old_id = css_id(&from->css);
3700         new_id = css_id(&to->css);
3701
3702         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3703                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
3704                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
3705                 /*
3706                  * This function is only called from task migration context now.
3707                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
3708                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
3709                  * improvement. But we cannot postpone mem_cgroup_get(to)
3710                  * because if the process that has been moved to @to does
3711                  * swap-in, the refcount of @to might be decreased to 0.
3712                  */
3713                 mem_cgroup_get(to);
3714                 return 0;
3715         }
3716         return -EINVAL;
3717 }
3718 #else
3719 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3720                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3721 {
3722         return -EINVAL;
3723 }
3724 #endif
3725
3726 /*
3727  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
3728  * page belongs to.
3729  */
3730 void mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page, struct page *newpage,
3731                                   struct mem_cgroup **memcgp)
3732 {
3733         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3734         struct page_cgroup *pc;
3735         enum charge_type ctype;
3736
3737         *memcgp = NULL;
3738
3739         VM_BUG_ON(PageTransHuge(page));
3740         if (mem_cgroup_disabled())
3741                 return;
3742
3743         pc = lookup_page_cgroup(page);
3744         lock_page_cgroup(pc);
3745         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3746                 memcg = pc->mem_cgroup;
3747                 css_get(&memcg->css);
3748                 /*
3749                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
3750                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
3751                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
3752                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
3753                  * until end_migration() is called
3754                  *
3755                  * Corner Case Thinking
3756                  * A)
3757                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
3758                  * while migration was ongoing.
3759                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
3760                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
3761                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
3762                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
3763                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
3764                  *
3765                  * B)
3766                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
3767                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
3768                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
3769                  * without charging it again.
3770                  *
3771                  * C)
3772                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
3773                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
3774                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
3775                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
3776                  */
3777                 if (PageAnon(page))
3778                         SetPageCgroupMigration(pc);
3779         }
3780         unlock_page_cgroup(pc);
3781         /*
3782          * If the page is not charged at this point,
3783          * we return here.
3784          */
3785         if (!memcg)
3786                 return;
3787
3788         *memcgp = memcg;
3789         /*
3790          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
3791          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
3792          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
3793          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
3794          */
3795         if (PageAnon(page))
3796                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON;
3797         else
3798                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3799         /*
3800          * The page is committed to the memcg, but it's not actually
3801          * charged to the res_counter since we plan on replacing the
3802          * old one and only one page is going to be left afterwards.
3803          */
3804         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, ctype, false);
3805 }
3806
3807 /* remove redundant charge if migration failed*/
3808 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
3809         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
3810 {
3811         struct page *used, *unused;
3812         struct page_cgroup *pc;
3813         bool anon;
3814
3815         if (!memcg)
3816                 return;
3817
3818         if (!migration_ok) {
3819                 used = oldpage;
3820                 unused = newpage;
3821         } else {
3822                 used = newpage;
3823                 unused = oldpage;
3824         }
3825         anon = PageAnon(used);
3826         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
3827                                      anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON
3828                                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE,
3829                                      true);
3830         css_put(&memcg->css);
3831         /*
3832          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
3833          * of the page goes down to zero, temporarly.
3834          * Clear the flag and check the page should be charged.
3835          */
3836         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3837         lock_page_cgroup(pc);
3838         ClearPageCgroupMigration(pc);
3839         unlock_page_cgroup(pc);
3840
3841         /*
3842          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
3843          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
3844          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
3845          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
3846          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
3847          * check. (see prepare_charge() also)
3848          */
3849         if (anon)
3850                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
3851 }
3852
3853 /*
3854  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
3855  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
3856  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
3857  */
3858 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
3859                                   struct page *newpage)
3860 {
3861         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3862         struct page_cgroup *pc;
3863         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3864
3865         if (mem_cgroup_disabled())
3866                 return;
3867
3868         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3869         /* fix accounting on old pages */
3870         lock_page_cgroup(pc);
3871         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3872                 memcg = pc->mem_cgroup;
3873                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, false, -1);
3874                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3875         }
3876         unlock_page_cgroup(pc);
3877
3878         /*
3879          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
3880          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
3881          */
3882         if (!memcg)
3883                 return;
3884         /*
3885          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
3886          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
3887          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
3888          */
3889         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
3890 }
3891
3892 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3893 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
3894 {
3895         struct page_cgroup *pc;
3896
3897         pc = lookup_page_cgroup(page);
3898         /*
3899          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
3900          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
3901          * or when mem_cgroup_disabled().
3902          */
3903         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
3904                 return pc;
3905         return NULL;
3906 }
3907
3908 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
3909 {
3910         if (mem_cgroup_disabled())
3911                 return false;
3912
3913         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
3914 }
3915
3916 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
3917 {
3918         struct page_cgroup *pc;
3919
3920         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
3921         if (pc) {
3922                 printk(KERN_ALERT "pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
3923                        pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
3924         }
3925 }
3926 #endif
3927
3928 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
3929
3930 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3931                                 unsigned long long val)
3932 {
3933         int retry_count;
3934         u64 memswlimit, memlimit;
3935         int ret = 0;
3936         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3937         u64 curusage, oldusage;
3938         int enlarge;
3939
3940         /*
3941          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
3942          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
3943          * of # of children which we should visit in this loop.
3944          */
3945         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
3946
3947         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3948
3949         enlarge = 0;
3950         while (retry_count) {
3951                 if (signal_pending(current)) {
3952                         ret = -EINTR;
3953                         break;
3954                 }
3955                 /*
3956                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3957                  * open coded manner. You see what this really does.
3958                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
3959                  */
3960                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3961                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3962                 if (memswlimit < val) {
3963                         ret = -EINVAL;
3964                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3965                         break;
3966                 }
3967
3968                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3969                 if (memlimit < val)
3970                         enlarge = 1;
3971
3972                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
3973                 if (!ret) {
3974                         if (memswlimit == val)
3975                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3976                         else
3977                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3978                 }
3979                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3980
3981                 if (!ret)
3982                         break;
3983
3984                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
3985                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
3986                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3987                 /* Usage is reduced ? */
3988                 if (curusage >= oldusage)
3989                         retry_count--;
3990                 else
3991                         oldusage = curusage;
3992         }
3993         if (!ret && enlarge)
3994                 memcg_oom_recover(memcg);
3995
3996         return ret;
3997 }
3998
3999 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4000                                         unsigned long long val)
4001 {
4002         int retry_count;
4003         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
4004         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4005         int ret = -EBUSY;
4006         int enlarge = 0;
4007
4008         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
4009         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4010         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4011         while (retry_count) {
4012                 if (signal_pending(current)) {
4013                         ret = -EINTR;
4014                         break;
4015                 }
4016                 /*
4017                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4018                  * open coded manner. You see what this really does.
4019                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4020                  */
4021                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4022                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4023                 if (memlimit > val) {
4024                         ret = -EINVAL;
4025                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4026                         break;
4027                 }
4028                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4029                 if (memswlimit < val)
4030                         enlarge = 1;
4031                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
4032                 if (!ret) {
4033                         if (memlimit == val)
4034                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4035                         else
4036                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4037                 }
4038                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4039
4040                 if (!ret)
4041                         break;
4042
4043                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4044                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
4045                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4046                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4047                 /* Usage is reduced ? */
4048                 if (curusage >= oldusage)
4049                         retry_count--;
4050                 else
4051                         oldusage = curusage;
4052         }
4053         if (!ret && enlarge)
4054                 memcg_oom_recover(memcg);
4055         return ret;
4056 }
4057
4058 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
4059                                             gfp_t gfp_mask,
4060                                             unsigned long *total_scanned)
4061 {
4062         unsigned long nr_reclaimed = 0;
4063         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
4064         unsigned long reclaimed;
4065         int loop = 0;
4066         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
4067         unsigned long long excess;
4068         unsigned long nr_scanned;
4069
4070         if (order > 0)
4071                 return 0;
4072
4073         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
4074         /*
4075          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
4076          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
4077          * pressure
4078          */
4079         do {
4080                 if (next_mz)
4081                         mz = next_mz;
4082                 else
4083                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4084                 if (!mz)
4085                         break;
4086
4087                 nr_scanned = 0;
4088                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
4089                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
4090                 nr_reclaimed += reclaimed;
4091                 *total_scanned += nr_scanned;
4092                 spin_lock(&mctz->lock);
4093
4094                 /*
4095                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
4096                  * it is time to move on to the next cgroup
4097                  */
4098                 next_mz = NULL;
4099                 if (!reclaimed) {
4100                         do {
4101                                 /*
4102                                  * Loop until we find yet another one.
4103                                  *
4104                                  * By the time we get the soft_limit lock
4105                                  * again, someone might have aded the
4106                                  * group back on the RB tree. Iterate to
4107                                  * make sure we get a different mem.
4108                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
4109                                  * NULL if no other cgroup is present on
4110                                  * the tree
4111                                  */
4112                                 next_mz =
4113                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4114                                 if (next_mz == mz)
4115                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
4116                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
4117                                         break;
4118                         } while (1);
4119                 }
4120                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
4121                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
4122                 /*
4123                  * One school of thought says that we should not add
4124                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
4125                  * But our reclaim could return 0, simply because due
4126                  * to priority we are exposing a smaller subset of
4127                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
4128                  * term TODO.
4129                  */
4130                 /* If excess == 0, no tree ops */
4131                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->memcg, mz, mctz, excess);
4132                 spin_unlock(&mctz->lock);
4133                 css_put(&mz->memcg->css);
4134                 loop++;
4135                 /*
4136                  * Could not reclaim anything and there are no more
4137                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
4138                  * reclaiming anything.
4139                  */
4140                 if (!nr_reclaimed &&
4141                         (next_mz == NULL ||
4142                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
4143                         break;
4144         } while (!nr_reclaimed);
4145         if (next_mz)
4146                 css_put(&next_mz->memcg->css);
4147         return nr_reclaimed;
4148 }
4149
4150 /**
4151  * mem_cgroup_force_empty_list - clears LRU of a group
4152  * @memcg: group to clear
4153  * @node: NUMA node
4154  * @zid: zone id
4155  * @lru: lru to to clear
4156  *
4157  * Traverse a specified page_cgroup list and try to drop them all.  This doesn't
4158  * reclaim the pages page themselves - pages are moved to the parent (or root)
4159  * group.
4160  */
4161 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
4162                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
4163 {
4164         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4165         unsigned long flags;
4166         struct list_head *list;
4167         struct page *busy;
4168         struct zone *zone;
4169
4170         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
4171         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zid);
4172         list = &mz->lruvec.lists[lru];
4173
4174         busy = NULL;
4175         do {
4176                 struct page_cgroup *pc;
4177                 struct page *page;
4178
4179                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
4180                 if (list_empty(list)) {
4181                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4182                         break;
4183                 }
4184                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
4185                 if (busy == page) {
4186                         list_move(&page->lru, list);
4187                         busy = NULL;
4188                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4189                         continue;
4190                 }
4191                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4192
4193                 pc = lookup_page_cgroup(page);
4194
4195                 if (mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg)) {
4196                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
4197                         busy = page;
4198                         cond_resched();
4199                 } else
4200                         busy = NULL;
4201         } while (!list_empty(list));
4202 }
4203
4204 /*
4205  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task by moving
4206  * all the charges and pages to the parent.
4207  * This enables deleting this mem_cgroup.
4208  *
4209  * Caller is responsible for holding css reference on the memcg.
4210  */
4211 static void mem_cgroup_reparent_charges(struct mem_cgroup *memcg)
4212 {
4213         int node, zid;
4214         u64 usage;
4215
4216         do {
4217                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
4218                 lru_add_drain_all();
4219                 drain_all_stock_sync(memcg);
4220                 mem_cgroup_start_move(memcg);
4221                 for_each_node_state(node, N_HIGH_MEMORY) {
4222                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4223                                 enum lru_list lru;
4224                                 for_each_lru(lru) {
4225                                         mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
4226                                                         node, zid, lru);
4227                                 }
4228                         }
4229                 }
4230                 mem_cgroup_end_move(memcg);
4231                 memcg_oom_recover(memcg);
4232                 cond_resched();
4233
4234                 /*
4235                  * Kernel memory may not necessarily be trackable to a specific
4236                  * process. So they are not migrated, and therefore we can't
4237                  * expect their value to drop to 0 here.
4238                  * Having res filled up with kmem only is enough.
4239                  *
4240                  * This is a safety check because mem_cgroup_force_empty_list
4241                  * could have raced with mem_cgroup_replace_page_cache callers
4242                  * so the lru seemed empty but the page could have been added
4243                  * right after the check. RES_USAGE should be safe as we always
4244                  * charge before adding to the LRU.
4245                  */
4246                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) -
4247                         res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE);
4248         } while (usage > 0);
4249 }
4250
4251 /*
4252  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
4253  * the rest to the parent.
4254  *
4255  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
4256  */
4257 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
4258 {
4259         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4260         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
4261
4262         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
4263         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
4264                 return -EBUSY;
4265
4266         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
4267         lru_add_drain_all();
4268         /* try to free all pages in this cgroup */
4269         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
4270                 int progress;
4271
4272                 if (signal_pending(current))
4273                         return -EINTR;
4274
4275                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
4276                                                 false);
4277                 if (!progress) {
4278                         nr_retries--;
4279                         /* maybe some writeback is necessary */
4280                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
4281                 }
4282
4283         }
4284         lru_add_drain();
4285         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
4286
4287         return 0;
4288 }
4289
4290 static int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup *cont, unsigned int event)
4291 {
4292         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4293         int ret;
4294
4295         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
4296                 return -EINVAL;
4297         css_get(&memcg->css);
4298         ret = mem_cgroup_force_empty(memcg);
4299         css_put(&memcg->css);
4300
4301         return ret;
4302 }
4303
4304
4305 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
4306 {
4307         return mem_cgroup_from_cont(cont)->use_hierarchy;
4308 }
4309
4310 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
4311                                         u64 val)
4312 {
4313         int retval = 0;
4314         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4315         struct cgroup *parent = cont->parent;
4316         struct mem_cgroup *parent_memcg = NULL;
4317
4318         if (parent)
4319                 parent_memcg = mem_cgroup_from_cont(parent);
4320
4321         cgroup_lock();
4322
4323         if (memcg->use_hierarchy == val)
4324                 goto out;
4325
4326         /*
4327          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
4328          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
4329          * occur, provided the current cgroup has no children.
4330          *
4331          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
4332          * set if there are no children.
4333          */
4334         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
4335                                 (val == 1 || val == 0)) {
4336                 if (list_empty(&cont->children))
4337                         memcg->use_hierarchy = val;
4338                 else
4339                         retval = -EBUSY;
4340         } else
4341                 retval = -EINVAL;
4342
4343 out:
4344         cgroup_unlock();
4345
4346         return retval;
4347 }
4348
4349
4350 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
4351                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
4352 {
4353         struct mem_cgroup *iter;
4354         long val = 0;
4355
4356         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
4357         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4358                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
4359
4360         if (val < 0) /* race ? */
4361                 val = 0;
4362         return val;
4363 }
4364
4365 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4366 {
4367         u64 val;
4368
4369         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
4370                 if (!swap)
4371                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4372                 else
4373                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4374         }
4375
4376         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
4377         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
4378
4379         if (swap)
4380                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
4381
4382         return val << PAGE_SHIFT;
4383 }
4384
4385 static ssize_t mem_cgroup_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
4386                                struct file *file, char __user *buf,
4387                                size_t nbytes, loff_t *ppos)
4388 {
4389         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4390         char str[64];
4391         u64 val;
4392         int name, len;
4393         enum res_type type;
4394
4395         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4396         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
4397
4398         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
4399                 return -EOPNOTSUPP;
4400
4401         switch (type) {
4402         case _MEM:
4403                 if (name == RES_USAGE)
4404                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4405                 else
4406                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
4407                 break;
4408         case _MEMSWAP:
4409                 if (name == RES_USAGE)
4410                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4411                 else
4412                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
4413                 break;
4414         case _KMEM:
4415                 val = res_counter_read_u64(&memcg->kmem, name);
4416                 break;
4417         default:
4418                 BUG();
4419         }
4420
4421         len = scnprintf(str, sizeof(str), "%llu\n", (unsigned long long)val);
4422         return simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, str, len);
4423 }
4424
4425 static int memcg_update_kmem_limit(struct cgroup *cont, u64 val)
4426 {
4427         int ret = -EINVAL;
4428 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4429         bool must_inc_static_branch = false;
4430
4431         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4432         /*
4433          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
4434          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
4435          * already joined.
4436          *
4437          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
4438          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
4439          * place, which makes the value quite meaningless.
4440          *
4441          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
4442          * of course permitted.
4443          *
4444          * Taking the cgroup_lock is really offensive, but it is so far the only
4445          * way to guarantee that no children will appear. There are plenty of
4446          * other offenders, and they should all go away. Fine grained locking
4447          * is probably the way to go here. When we are fully hierarchical, we
4448          * can also get rid of the use_hierarchy check.
4449          */
4450         cgroup_lock();
4451         mutex_lock(&set_limit_mutex);
4452         if (!memcg->kmem_account_flags && val != RESOURCE_MAX) {
4453                 if (cgroup_task_count(cont) || (memcg->use_hierarchy &&
4454                                                 !list_empty(&cont->children))) {
4455                         ret = -EBUSY;
4456                         goto out;
4457                 }
4458                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
4459                 VM_BUG_ON(ret);
4460
4461                 ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
4462                 if (ret) {
4463                         res_counter_set_limit(&memcg->kmem, RESOURCE_MAX);
4464                         goto out;
4465                 }
4466                 must_inc_static_branch = true;
4467                 /*
4468                  * kmem charges can outlive the cgroup. In the case of slab
4469                  * pages, for instance, a page contain objects from various
4470                  * processes, so it is unfeasible to migrate them away. We
4471                  * need to reference count the memcg because of that.
4472                  */
4473                 mem_cgroup_get(memcg);
4474         } else
4475                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
4476 out:
4477         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4478         cgroup_unlock();
4479
4480         /*
4481          * We are by now familiar with the fact that we can't inc the static
4482          * branch inside cgroup_lock. See disarm functions for details. A
4483          * worker here is overkill, but also wrong: After the limit is set, we
4484          * must start accounting right away. Since this operation can't fail,
4485          * we can safely defer it to here - no rollback will be needed.
4486          *
4487          * The boolean used to control this is also safe, because
4488          * KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED guarantees that only one process will be
4489          * able to set it to true;
4490          */
4491         if (must_inc_static_branch) {
4492                 static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
4493                 /*
4494                  * setting the active bit after the inc will guarantee no one
4495                  * starts accounting before all call sites are patched
4496                  */
4497                 memcg_kmem_set_active(memcg);
4498         }
4499
4500 #endif
4501         return ret;
4502 }
4503
4504 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
4505 {
4506         int ret = 0;
4507         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
4508         if (!parent)
4509                 goto out;
4510
4511         memcg->kmem_account_flags = parent->kmem_account_flags;
4512 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4513         /*
4514          * When that happen, we need to disable the static branch only on those
4515          * memcgs that enabled it. To achieve this, we would be forced to
4516          * complicate the code by keeping track of which memcgs were the ones
4517          * that actually enabled limits, and which ones got it from its
4518          * parents.
4519          *
4520          * It is a lot simpler just to do static_key_slow_inc() on every child
4521          * that is accounted.
4522          */
4523         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
4524                 goto out;
4525
4526         /*
4527          * destroy(), called if we fail, will issue static_key_slow_inc() and
4528          * mem_cgroup_put() if kmem is enabled. We have to either call them
4529          * unconditionally, or clear the KMEM_ACTIVE flag. I personally find
4530          * this more consistent, since it always leads to the same destroy path
4531          */
4532         mem_cgroup_get(memcg);
4533         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
4534
4535         mutex_lock(&set_limit_mutex);
4536         ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
4537         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4538 #endif
4539 out:
4540         return ret;
4541 }
4542
4543 /*
4544  * The user of this function is...
4545  * RES_LIMIT.
4546  */
4547 static int mem_cgroup_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
4548                             const char *buffer)
4549 {
4550         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4551         enum res_type type;
4552         int name;
4553         unsigned long long val;
4554         int ret;
4555
4556         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4557         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
4558
4559         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
4560                 return -EOPNOTSUPP;
4561
4562         switch (name) {
4563         case RES_LIMIT:
4564                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
4565                         ret = -EINVAL;
4566                         break;
4567                 }
4568                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
4569                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
4570                 if (ret)
4571                         break;
4572                 if (type == _MEM)
4573                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
4574                 else if (type == _MEMSWAP)
4575                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
4576                 else if (type == _KMEM)
4577                         ret = memcg_update_kmem_limit(cont, val);
4578                 else
4579                         return -EINVAL;
4580                 break;
4581         case RES_SOFT_LIMIT:
4582                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
4583                 if (ret)
4584                         break;
4585                 /*
4586                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
4587                  * of semantics, for now, we support soft limits for
4588                  * control without swap
4589                  */
4590                 if (type == _MEM)
4591                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
4592                 else
4593                         ret = -EINVAL;
4594                 break;
4595         default:
4596                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
4597                 break;
4598         }
4599         return ret;
4600 }
4601
4602 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4603                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
4604 {
4605         struct cgroup *cgroup;
4606         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
4607
4608         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4609         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4610         cgroup = memcg->css.cgroup;
4611         if (!memcg->use_hierarchy)
4612                 goto out;
4613
4614         while (cgroup->parent) {
4615                 cgroup = cgroup->parent;
4616                 memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
4617                 if (!memcg->use_hierarchy)
4618                         break;
4619                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4620                 min_limit = min(min_limit, tmp);
4621                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4622                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
4623         }
4624 out:
4625         *mem_limit = min_limit;
4626         *memsw_limit = min_memsw_limit;
4627 }
4628
4629 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup *cont, unsigned int event)
4630 {
4631         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4632         int name;
4633         enum res_type type;
4634
4635         type = MEMFILE_TYPE(event);
4636         name = MEMFILE_ATTR(event);
4637
4638         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
4639                 return -EOPNOTSUPP;
4640
4641         switch (name) {
4642         case RES_MAX_USAGE:
4643                 if (type == _MEM)
4644                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
4645                 else if (type == _MEMSWAP)
4646                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
4647                 else if (type == _KMEM)
4648                         res_counter_reset_max(&memcg->kmem);
4649                 else
4650                         return -EINVAL;
4651                 break;
4652         case RES_FAILCNT:
4653                 if (type == _MEM)
4654                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
4655                 else if (type == _MEMSWAP)
4656                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
4657                 else if (type == _KMEM)
4658                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->kmem);
4659                 else
4660                         return -EINVAL;
4661                 break;
4662         }
4663
4664         return 0;
4665 }
4666
4667 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup *cgrp,
4668                                         struct cftype *cft)
4669 {
4670         return mem_cgroup_from_cont(cgrp)->move_charge_at_immigrate;
4671 }
4672
4673 #ifdef CONFIG_MMU
4674 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
4675                                         struct cftype *cft, u64 val)
4676 {
4677         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4678
4679         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
4680                 return -EINVAL;
4681         /*
4682          * We check this value several times in both in can_attach() and
4683          * attach(), so we need cgroup lock to prevent this value from being
4684          * inconsistent.
4685          */
4686         cgroup_lock();
4687         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
4688         cgroup_unlock();
4689
4690         return 0;
4691 }
4692 #else
4693 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
4694                                         struct cftype *cft, u64 val)
4695 {
4696         return -ENOSYS;
4697 }
4698 #endif
4699
4700 #ifdef CONFIG_NUMA
4701 static int memcg_numa_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
4702                                       struct seq_file *m)
4703 {
4704         int nid;
4705         unsigned long total_nr, file_nr, anon_nr, unevictable_nr;
4706         unsigned long node_nr;
4707         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4708
4709         total_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL);
4710         seq_printf(m, "total=%lu", total_nr);
4711         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4712                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL);
4713                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4714         }
4715         seq_putc(m, '\n');
4716
4717         file_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_FILE);
4718         seq_printf(m, "file=%lu", file_nr);
4719         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4720                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4721                                 LRU_ALL_FILE);
4722                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4723         }
4724         seq_putc(m, '\n');
4725
4726         anon_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_ANON);
4727         seq_printf(m, "anon=%lu", anon_nr);
4728         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4729                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4730                                 LRU_ALL_ANON);
4731                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4732         }
4733         seq_putc(m, '\n');
4734
4735         unevictable_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4736         seq_printf(m, "unevictable=%lu", unevictable_nr);
4737         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4738                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4739                                 BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4740                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4741         }
4742         seq_putc(m, '\n');
4743         return 0;
4744 }
4745 #endif /* CONFIG_NUMA */
4746
4747 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
4748         "inactive_anon",
4749         "active_anon",
4750         "inactive_file",
4751         "active_file",
4752         "unevictable",
4753 };
4754
4755 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
4756 {
4757         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
4758 }
4759
4760 static int memcg_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
4761                                  struct seq_file *m)
4762 {
4763         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4764         struct mem_cgroup *mi;
4765         unsigned int i;
4766
4767         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
4768                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
4769                         continue;
4770                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
4771                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
4772         }
4773
4774         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
4775                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
4776                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
4777
4778         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4779                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
4780                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
4781
4782         /* Hierarchical information */
4783         {
4784                 unsigned long long limit, memsw_limit;
4785                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
4786                 seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n", limit);
4787                 if (do_swap_account)
4788                         seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
4789                                    memsw_limit);
4790         }
4791
4792         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
4793                 long long val = 0;
4794
4795                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
4796                         continue;
4797                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
4798                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
4799                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
4800         }
4801
4802         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
4803                 unsigned long long val = 0;
4804
4805                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
4806                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
4807                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
4808                            mem_cgroup_events_names[i], val);
4809         }
4810
4811         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
4812                 unsigned long long val = 0;
4813
4814                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
4815                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
4816                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
4817         }
4818
4819 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4820         {
4821                 int nid, zid;
4822                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4823                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
4824                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
4825                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
4826
4827                 for_each_online_node(nid)
4828                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4829                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
4830                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
4831
4832                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
4833                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
4834                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
4835                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
4836                         }
4837                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
4838                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
4839                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
4840                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
4841         }
4842 #endif
4843
4844         return 0;
4845 }
4846
4847 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
4848 {
4849         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4850
4851         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4852 }
4853
4854 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
4855                                        u64 val)
4856 {
4857         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4858         struct mem_cgroup *parent;
4859
4860         if (val > 100)
4861                 return -EINVAL;
4862
4863         if (cgrp->parent == NULL)
4864                 return -EINVAL;
4865
4866         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
4867
4868         cgroup_lock();
4869
4870         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
4871         if ((parent->use_hierarchy) ||
4872             (memcg->use_hierarchy && !list_empty(&cgrp->children))) {
4873                 cgroup_unlock();
4874                 return -EINVAL;
4875         }
4876
4877         memcg->swappiness = val;
4878
4879         cgroup_unlock();
4880
4881         return 0;
4882 }
4883
4884 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4885 {
4886         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4887         u64 usage;
4888         int i;
4889
4890         rcu_read_lock();
4891         if (!swap)
4892                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4893         else
4894                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4895
4896         if (!t)
4897                 goto unlock;
4898
4899         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4900
4901         /*
4902          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
4903          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4904          * call of __mem_cgroup_threshold().
4905          */
4906         i = t->current_threshold;
4907
4908         /*
4909          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4910          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4911          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4912          * only one element of the array here.
4913          */
4914         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4915                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4916
4917         /* i = current_threshold + 1 */
4918         i++;
4919
4920         /*
4921          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4922          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4923          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4924          * only one element of the array here.
4925          */
4926         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4927                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4928
4929         /* Update current_threshold */
4930         t->current_threshold = i - 1;
4931 unlock:
4932         rcu_read_unlock();
4933 }
4934
4935 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4936 {
4937         while (memcg) {
4938                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4939                 if (do_swap_account)
4940                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4941
4942                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4943         }
4944 }
4945
4946 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4947 {
4948         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4949         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4950
4951         return _a->threshold - _b->threshold;
4952 }
4953
4954 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4955 {
4956         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4957
4958         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4959                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4960         return 0;
4961 }
4962
4963 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4964 {
4965         struct mem_cgroup *iter;
4966
4967         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4968                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4969 }
4970
4971 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup *cgrp,
4972         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4973 {
4974         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4975         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4976         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4977         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4978         u64 threshold, usage;
4979         int i, size, ret;
4980
4981         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
4982         if (ret)
4983                 return ret;
4984
4985         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4986
4987         if (type == _MEM)
4988                 thresholds = &memcg->thresholds;
4989         else if (type == _MEMSWAP)
4990                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4991         else
4992                 BUG();
4993
4994         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
4995
4996         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4997         if (thresholds->primary)
4998                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4999
5000         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
5001
5002         /* Allocate memory for new array of thresholds */
5003         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5004                         GFP_KERNEL);
5005         if (!new) {
5006                 ret = -ENOMEM;
5007                 goto unlock;
5008         }
5009         new->size = size;
5010
5011         /* Copy thresholds (if any) to new array */
5012         if (thresholds->primary) {
5013                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
5014                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
5015         }
5016
5017         /* Add new threshold */
5018         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
5019         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
5020
5021         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
5022         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5023                         compare_thresholds, NULL);
5024
5025         /* Find current threshold */
5026         new->current_threshold = -1;
5027         for (i = 0; i < size; i++) {
5028                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
5029                         /*
5030                          * new->current_threshold will not be used until
5031                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5032                          * it here.
5033                          */
5034                         ++new->current_threshold;
5035                 } else
5036                         break;
5037         }
5038
5039         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
5040         kfree(thresholds->spare);
5041         thresholds->spare = thresholds->primary;
5042
5043         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5044
5045         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5046         synchronize_rcu();
5047
5048 unlock:
5049         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5050
5051         return ret;
5052 }
5053
5054 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
5055         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5056 {
5057         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5058         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5059         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5060         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5061         u64 usage;
5062         int i, j, size;
5063
5064         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5065         if (type == _MEM)
5066                 thresholds = &memcg->thresholds;
5067         else if (type == _MEMSWAP)
5068                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5069         else
5070                 BUG();
5071
5072         if (!thresholds->primary)
5073                 goto unlock;
5074
5075         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5076
5077         /* Check if a threshold crossed before removing */
5078         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5079
5080         /* Calculate new number of threshold */
5081         size = 0;
5082         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5083                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
5084                         size++;
5085         }
5086
5087         new = thresholds->spare;
5088
5089         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
5090         if (!size) {
5091                 kfree(new);
5092                 new = NULL;
5093                 goto swap_buffers;
5094         }
5095
5096         new->size = size;
5097
5098         /* Copy thresholds and find current threshold */
5099         new->current_threshold = -1;
5100         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5101                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
5102                         continue;
5103
5104                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
5105                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
5106                         /*
5107                          * new->current_threshold will not be used
5108                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5109                          * it here.
5110                          */
5111                         ++new->current_threshold;
5112                 }
5113                 j++;
5114         }
5115
5116 swap_buffers:
5117         /* Swap primary and spare array */
5118         thresholds->spare = thresholds->primary;
5119         /* If all events are unregistered, free the spare array */
5120         if (!new) {
5121                 kfree(thresholds->spare);
5122                 thresholds->spare = NULL;
5123         }
5124
5125         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5126
5127         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5128         synchronize_rcu();
5129 unlock:
5130         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5131 }
5132
5133 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup *cgrp,
5134         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5135 {
5136         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5137         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
5138         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5139
5140         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5141         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5142         if (!event)
5143                 return -ENOMEM;
5144
5145         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5146
5147         event->eventfd = eventfd;
5148         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
5149
5150         /* already in OOM ? */
5151         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5152                 eventfd_signal(eventfd, 1);
5153         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5154
5155         return 0;
5156 }
5157
5158 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
5159         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5160 {
5161         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5162         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
5163         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5164
5165         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5166
5167         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5168
5169         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
5170                 if (ev->eventfd == eventfd) {
5171                         list_del(&ev->list);
5172                         kfree(ev);
5173                 }
5174         }
5175
5176         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5177 }
5178
5179 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup *cgrp,
5180         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
5181 {
5182         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5183
5184         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", memcg->oom_kill_disable);
5185
5186         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5187                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
5188         else
5189                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
5190         return 0;
5191 }
5192
5193 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup *cgrp,
5194         struct cftype *cft, u64 val)
5195 {
5196         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5197         struct mem_cgroup *parent;
5198
5199         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
5200         if (!cgrp->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
5201                 return -EINVAL;
5202
5203         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
5204
5205         cgroup_lock();
5206         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
5207         if ((parent->use_hierarchy) ||
5208             (memcg->use_hierarchy && !list_empty(&cgrp->children))) {
5209                 cgroup_unlock();
5210                 return -EINVAL;
5211         }
5212         memcg->oom_kill_disable = val;
5213         if (!val)
5214                 memcg_oom_recover(memcg);
5215         cgroup_unlock();
5216         return 0;
5217 }
5218
5219 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5220 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5221 {
5222         int ret;
5223
5224         memcg->kmemcg_id = -1;
5225         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
5226         if (ret)
5227                 return ret;
5228
5229         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
5230                 ida_init(&kmem_limited_groups);
5231
5232         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
5233 };
5234
5235 static void kmem_cgroup_destroy(struct mem_cgroup *memcg)
5236 {
5237         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
5238
5239         memcg_kmem_mark_dead(memcg);
5240
5241         if (res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0)
5242                 return;
5243
5244         /*
5245          * Charges already down to 0, undo mem_cgroup_get() done in the charge
5246          * path here, being careful not to race with memcg_uncharge_kmem: it is
5247          * possible that the charges went down to 0 between mark_dead and the
5248          * res_counter read, so in that case, we don't need the put
5249          */
5250         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
5251                 mem_cgroup_put(memcg);
5252 }
5253 #else
5254 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5255 {
5256         return 0;
5257 }
5258
5259 static void kmem_cgroup_destroy(struct mem_cgroup *memcg)
5260 {
5261 }
5262 #endif
5263
5264 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
5265         {
5266                 .name = "usage_in_bytes",
5267                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
5268                 .read = mem_cgroup_read,
5269                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
5270                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
5271         },
5272         {
5273                 .name = "max_usage_in_bytes",
5274                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
5275                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5276                 .read = mem_cgroup_read,
5277         },
5278         {
5279                 .name = "limit_in_bytes",
5280                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
5281                 .write_string = mem_cgroup_write,
5282                 .read = mem_cgroup_read,
5283         },
5284         {
5285                 .name = "soft_limit_in_bytes",
5286                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
5287                 .write_string = mem_cgroup_write,
5288                 .read = mem_cgroup_read,
5289         },
5290         {
5291                 .name = "failcnt",
5292                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
5293                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5294                 .read = mem_cgroup_read,
5295         },
5296         {
5297                 .name = "stat",
5298                 .read_seq_string = memcg_stat_show,
5299         },
5300         {
5301                 .name = "force_empty",
5302                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
5303         },
5304         {
5305                 .name = "use_hierarchy",
5306                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
5307                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
5308         },
5309         {
5310                 .name = "swappiness",
5311                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
5312                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
5313         },
5314         {
5315                 .name = "move_charge_at_immigrate",
5316                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
5317                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
5318         },
5319         {
5320                 .name = "oom_control",
5321                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
5322                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
5323                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
5324                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
5325                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
5326         },
5327 #ifdef CONFIG_NUMA
5328         {
5329                 .name = "numa_stat",
5330                 .read_seq_string = memcg_numa_stat_show,
5331         },
5332 #endif
5333 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5334         {
5335                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
5336                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
5337                 .read = mem_cgroup_read,
5338                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
5339                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
5340         },
5341         {
5342                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
5343                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
5344                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5345                 .read = mem_cgroup_read,
5346         },
5347         {
5348                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
5349                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
5350                 .write_string = mem_cgroup_write,
5351                 .read = mem_cgroup_read,
5352         },
5353         {
5354                 .name = "memsw.failcnt",
5355                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
5356                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5357                 .read = mem_cgroup_read,
5358         },
5359 #endif
5360 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5361         {
5362                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
5363                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
5364                 .write_string = mem_cgroup_write,
5365                 .read = mem_cgroup_read,
5366         },
5367         {
5368                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
5369                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
5370                 .read = mem_cgroup_read,
5371         },
5372         {
5373                 .name = "kmem.failcnt",
5374                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
5375                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5376                 .read = mem_cgroup_read,
5377         },
5378         {
5379                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
5380                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
5381                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5382                 .read = mem_cgroup_read,
5383         },
5384 #endif
5385         { },    /* terminate */
5386 };
5387
5388 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5389 {
5390         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5391         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5392         int zone, tmp = node;
5393         /*
5394          * This routine is called against possible nodes.
5395          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
5396          *
5397          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
5398          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
5399          *       function.
5400          */
5401         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5402                 tmp = -1;
5403         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
5404         if (!pn)
5405                 return 1;
5406
5407         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
5408                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
5409                 lruvec_init(&mz->lruvec, &NODE_DATA(node)->node_zones[zone]);
5410                 mz->usage_in_excess = 0;
5411                 mz->on_tree = false;
5412                 mz->memcg = memcg;
5413         }
5414         memcg->info.nodeinfo[node] = pn;
5415         return 0;
5416 }
5417
5418 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5419 {
5420         kfree(memcg->info.nodeinfo[node]);
5421 }
5422
5423 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
5424 {
5425         struct mem_cgroup *memcg;
5426         int size = sizeof(struct mem_cgroup);
5427
5428         /* Can be very big if MAX_NUMNODES is very big */
5429         if (size < PAGE_SIZE)
5430                 memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
5431         else
5432                 memcg = vzalloc(size);
5433
5434         if (!memcg)
5435                 return NULL;
5436
5437         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
5438         if (!memcg->stat)
5439                 goto out_free;
5440         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
5441         return memcg;
5442
5443 out_free:
5444         if (size < PAGE_SIZE)
5445                 kfree(memcg);
5446         else
5447                 vfree(memcg);
5448         return NULL;
5449 }
5450
5451 /*
5452  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
5453  * (scanning all at force_empty is too costly...)
5454  *
5455  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
5456  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
5457  * it goes down to 0.
5458  *
5459  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
5460  */
5461
5462 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5463 {
5464         int node;
5465         int size = sizeof(struct mem_cgroup);
5466
5467         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
5468         free_css_id(&mem_cgroup_subsys, &memcg->css);
5469
5470         for_each_node(node)
5471                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
5472
5473         free_percpu(memcg->stat);
5474
5475         /*
5476          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
5477          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
5478          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
5479          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
5480          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
5481          *
5482          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
5483          * to move this code around, and make sure it is outside
5484          * the cgroup_lock.
5485          */
5486         disarm_static_keys(memcg);
5487         if (size < PAGE_SIZE)
5488                 kfree(memcg);
5489         else
5490                 vfree(memcg);
5491 }
5492
5493
5494 /*
5495  * Helpers for freeing a kmalloc()ed/vzalloc()ed mem_cgroup by RCU,
5496  * but in process context.  The work_freeing structure is overlaid
5497  * on the rcu_freeing structure, which itself is overlaid on memsw.
5498  */
5499 static void free_work(struct work_struct *work)
5500 {
5501         struct mem_cgroup *memcg;
5502
5503         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, work_freeing);
5504         __mem_cgroup_free(memcg);
5505 }
5506
5507 static void free_rcu(struct rcu_head *rcu_head)
5508 {
5509         struct mem_cgroup *memcg;
5510
5511         memcg = container_of(rcu_head, struct mem_cgroup, rcu_freeing);
5512         INIT_WORK(&memcg->work_freeing, free_work);
5513         schedule_work(&memcg->work_freeing);
5514 }
5515
5516 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg)
5517 {
5518         atomic_inc(&memcg->refcnt);
5519 }
5520
5521 static void __mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg, int count)
5522 {
5523         if (atomic_sub_and_test(count, &memcg->refcnt)) {
5524                 struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5525                 call_rcu(&memcg->rcu_freeing, free_rcu);
5526                 if (parent)
5527                         mem_cgroup_put(parent);
5528         }
5529 }
5530
5531 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg)
5532 {
5533         __mem_cgroup_put(memcg, 1);
5534 }
5535
5536 /*
5537  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
5538  */
5539 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
5540 {
5541         if (!memcg->res.parent)
5542                 return NULL;
5543         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
5544 }
5545 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
5546
5547 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5548 static void __init enable_swap_cgroup(void)
5549 {
5550         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account)
5551                 do_swap_account = 1;
5552 }
5553 #else
5554 static void __init enable_swap_cgroup(void)
5555 {
5556 }
5557 #endif
5558
5559 static int mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
5560 {
5561         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
5562         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
5563         int tmp, node, zone;
5564
5565         for_each_node(node) {
5566                 tmp = node;
5567                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5568                         tmp = -1;
5569                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
5570                 if (!rtpn)
5571                         goto err_cleanup;
5572
5573                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
5574
5575                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
5576                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
5577                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
5578                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
5579                 }
5580         }
5581         return 0;
5582
5583 err_cleanup:
5584         for_each_node(node) {
5585                 if (!soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node])
5586                         break;
5587                 kfree(soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node]);
5588                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = NULL;
5589         }
5590         return 1;
5591
5592 }
5593
5594 static struct cgroup_subsys_state * __ref
5595 mem_cgroup_create(struct cgroup *cont)
5596 {
5597         struct mem_cgroup *memcg, *parent;
5598         long error = -ENOMEM;
5599         int node;
5600
5601         memcg = mem_cgroup_alloc();
5602         if (!memcg)
5603                 return ERR_PTR(error);
5604
5605         for_each_node(node)
5606                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
5607                         goto free_out;
5608
5609         /* root ? */
5610         if (cont->parent == NULL) {
5611                 int cpu;
5612                 enable_swap_cgroup();
5613                 parent = NULL;
5614                 if (mem_cgroup_soft_limit_tree_init())
5615                         goto free_out;
5616                 root_mem_cgroup = memcg;
5617                 for_each_possible_cpu(cpu) {
5618                         struct memcg_stock_pcp *stock =
5619                                                 &per_cpu(memcg_stock, cpu);
5620                         INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
5621                 }
5622                 hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
5623         } else {
5624                 parent = mem_cgroup_from_cont(cont->parent);
5625                 memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
5626                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
5627         }
5628
5629         if (parent && parent->use_hierarchy) {
5630                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
5631                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
5632                 res_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
5633
5634                 /*
5635                  * We increment refcnt of the parent to ensure that we can
5636                  * safely access it on res_counter_charge/uncharge.
5637                  * This refcnt will be decremented when freeing this
5638                  * mem_cgroup(see mem_cgroup_put).
5639                  */
5640                 mem_cgroup_get(parent);
5641         } else {
5642                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
5643                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
5644                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5645                 /*
5646                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
5647                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
5648                  * unfortunate state in our controller.
5649                  */
5650                 if (parent && parent != root_mem_cgroup)
5651                         mem_cgroup_subsys.broken_hierarchy = true;
5652         }
5653         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
5654         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5655
5656         if (parent)
5657                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5658         atomic_set(&memcg->refcnt, 1);
5659         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
5660         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5661         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5662
5663         error = memcg_init_kmem(memcg, &mem_cgroup_subsys);
5664         if (error) {
5665                 /*
5666                  * We call put now because our (and parent's) refcnts
5667                  * are already in place. mem_cgroup_put() will internally
5668                  * call __mem_cgroup_free, so return directly
5669                  */
5670                 mem_cgroup_put(memcg);
5671                 return ERR_PTR(error);
5672         }
5673         return &memcg->css;
5674 free_out:
5675         __mem_cgroup_free(memcg);
5676         return ERR_PTR(error);
5677 }
5678
5679 static void mem_cgroup_pre_destroy(struct cgroup *cont)
5680 {
5681         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5682
5683         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
5684 }
5685
5686 static void mem_cgroup_destroy(struct cgroup *cont)
5687 {
5688         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5689
5690         kmem_cgroup_destroy(memcg);
5691
5692         mem_cgroup_put(memcg);
5693 }
5694
5695 #ifdef CONFIG_MMU
5696 /* Handlers for move charge at task migration. */
5697 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
5698 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5699 {
5700         int ret = 0;
5701         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
5702         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
5703
5704         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5705                 mc.precharge += count;
5706                 /* we don't need css_get for root */
5707                 return ret;
5708         }
5709         /* try to charge at once */
5710         if (count > 1) {
5711                 struct res_counter *dummy;
5712                 /*
5713                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
5714                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
5715                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
5716                  * css_get().
5717                  */
5718                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
5719                         goto one_by_one;
5720                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
5721                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
5722                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
5723                         goto one_by_one;
5724                 }
5725                 mc.precharge += count;
5726                 return ret;
5727         }
5728 one_by_one:
5729         /* fall back to one by one charge */
5730         while (count--) {
5731                 if (signal_pending(current)) {
5732                         ret = -EINTR;
5733                         break;
5734                 }
5735                 if (!batch_count--) {
5736                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
5737                         cond_resched();
5738                 }
5739                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
5740                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
5741                 if (ret)
5742                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
5743                         return ret;
5744                 mc.precharge++;
5745         }
5746         return ret;
5747 }
5748
5749 /**
5750  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5751  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5752  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5753  * @ptent: the pte to be checked
5754  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5755  *
5756  * Returns
5757  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5758  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5759  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5760  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5761  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5762  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5763  *     in target->ent.
5764  *
5765  * Called with pte lock held.
5766  */
5767 union mc_target {
5768         struct page     *page;
5769         swp_entry_t     ent;
5770 };
5771
5772 enum mc_target_type {
5773         MC_TARGET_NONE = 0,
5774         MC_TARGET_PAGE,
5775         MC_TARGET_SWAP,
5776 };
5777
5778 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5779                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5780 {
5781         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5782
5783         if (!page || !page_mapped(page))
5784                 return NULL;
5785         if (PageAnon(page)) {
5786                 /* we don't move shared anon */
5787                 if (!move_anon())
5788                         return NULL;
5789         } else if (!move_file())
5790                 /* we ignore mapcount for file pages */
5791                 return NULL;
5792         if (!get_page_unless_zero(page))
5793                 return NULL;
5794
5795         return page;
5796 }
5797
5798 #ifdef CONFIG_SWAP
5799 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5800                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5801 {
5802         struct page *page = NULL;
5803         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5804
5805         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
5806                 return NULL;
5807         /*
5808          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5809          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5810          */
5811         page = find_get_page(&swapper_space, ent.val);
5812         if (do_swap_account)
5813                 entry->val = ent.val;
5814
5815         return page;
5816 }
5817 #else
5818 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5819                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5820 {
5821         return NULL;
5822 }
5823 #endif
5824
5825 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5826                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5827 {
5828         struct page *page = NULL;
5829         struct address_space *mapping;
5830         pgoff_t pgoff;
5831
5832         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5833                 return NULL;
5834         if (!move_file())
5835                 return NULL;
5836
5837         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
5838         if (pte_none(ptent))
5839                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
5840         else /* pte_file(ptent) is true */
5841                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
5842
5843         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5844         page = find_get_page(mapping, pgoff);
5845
5846 #ifdef CONFIG_SWAP
5847         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5848         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
5849                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
5850                 if (do_swap_account)
5851                         *entry = swap;
5852                 page = find_get_page(&swapper_space, swap.val);
5853         }
5854 #endif
5855         return page;
5856 }
5857
5858 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5859                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5860 {
5861         struct page *page = NULL;
5862         struct page_cgroup *pc;
5863         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5864         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5865
5866         if (pte_present(ptent))
5867                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5868         else if (is_swap_pte(ptent))
5869                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5870         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
5871                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5872
5873         if (!page && !ent.val)
5874                 return ret;
5875         if (page) {
5876                 pc = lookup_page_cgroup(page);
5877                 /*
5878                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
5879                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
5880                  * the lock.
5881                  */
5882                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
5883                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5884                         if (target)
5885                                 target->page = page;
5886                 }
5887                 if (!ret || !target)
5888                         put_page(page);
5889         }
5890         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
5891         if (ent.val && !ret &&
5892                         css_id(&mc.from->css) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5893                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5894                 if (target)
5895                         target->ent = ent;
5896         }
5897         return ret;
5898 }
5899
5900 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5901 /*
5902  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
5903  * support them for now.
5904  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5905  */
5906 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5907                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5908 {
5909         struct page *page = NULL;
5910         struct page_cgroup *pc;
5911         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5912
5913         page = pmd_page(pmd);
5914         VM_BUG_ON(!page || !PageHead(page));
5915         if (!move_anon())
5916                 return ret;
5917         pc = lookup_page_cgroup(page);
5918         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
5919                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5920                 if (target) {
5921                         get_page(page);
5922                         target->page = page;
5923                 }
5924         }
5925         return ret;
5926 }
5927 #else
5928 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5929                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5930 {
5931         return MC_TARGET_NONE;
5932 }
5933 #endif
5934
5935 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5936                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5937                                         struct mm_walk *walk)
5938 {
5939         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5940         pte_t *pte;
5941         spinlock_t *ptl;
5942
5943         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
5944                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5945                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5946                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
5947                 return 0;
5948         }
5949
5950         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5951                 return 0;
5952         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5953         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5954                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5955                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5956         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5957         cond_resched();
5958
5959         return 0;
5960 }
5961
5962 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5963 {
5964         unsigned long precharge;
5965         struct vm_area_struct *vma;
5966
5967         down_read(&mm->mmap_sem);
5968         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5969                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
5970                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5971                         .mm = mm,
5972                         .private = vma,
5973                 };
5974                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5975                         continue;
5976                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5977                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
5978         }
5979         up_read(&mm->mmap_sem);
5980
5981         precharge = mc.precharge;
5982         mc.precharge = 0;
5983
5984         return precharge;
5985 }
5986
5987 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5988 {
5989         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5990
5991         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5992         mc.moving_task = current;
5993         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5994 }
5995
5996 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5997 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5998 {
5999         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6000         struct mem_cgroup *to = mc.to;
6001
6002         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
6003         if (mc.precharge) {
6004                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
6005                 mc.precharge = 0;
6006         }
6007         /*
6008          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
6009          * we must uncharge here.
6010          */
6011         if (mc.moved_charge) {
6012                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
6013                 mc.moved_charge = 0;
6014         }
6015         /* we must fixup refcnts and charges */
6016         if (mc.moved_swap) {
6017                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
6018                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
6019                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
6020                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6021                 __mem_cgroup_put(mc.from, mc.moved_swap);
6022
6023                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
6024                         /*
6025                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
6026                          * uncharge to->res.
6027                          */
6028                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
6029                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6030                 }
6031                 /* we've already done mem_cgroup_get(mc.to) */
6032                 mc.moved_swap = 0;
6033         }
6034         memcg_oom_recover(from);
6035         memcg_oom_recover(to);
6036         wake_up_all(&mc.waitq);
6037 }
6038
6039 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
6040 {
6041         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6042
6043         /*
6044          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
6045          * task migration.
6046          */
6047         mc.moving_task = NULL;
6048         __mem_cgroup_clear_mc();
6049         spin_lock(&mc.lock);
6050         mc.from = NULL;
6051         mc.to = NULL;
6052         spin_unlock(&mc.lock);
6053         mem_cgroup_end_move(from);
6054 }
6055
6056 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
6057                                  struct cgroup_taskset *tset)
6058 {
6059         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6060         int ret = 0;
6061         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
6062
6063         if (memcg->move_charge_at_immigrate) {
6064                 struct mm_struct *mm;
6065                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
6066
6067                 VM_BUG_ON(from == memcg);
6068
6069                 mm = get_task_mm(p);
6070                 if (!mm)
6071                         return 0;
6072                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
6073                 if (mm->owner == p) {
6074                         VM_BUG_ON(mc.from);
6075                         VM_BUG_ON(mc.to);
6076                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
6077                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
6078                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
6079                         mem_cgroup_start_move(from);
6080                         spin_lock(&mc.lock);
6081                         mc.from = from;
6082                         mc.to = memcg;
6083                         spin_unlock(&mc.lock);
6084                         /* We set mc.moving_task later */
6085
6086                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6087                         if (ret)
6088                                 mem_cgroup_clear_mc();
6089                 }
6090                 mmput(mm);
6091         }
6092         return ret;
6093 }
6094
6095 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
6096                                      struct cgroup_taskset *tset)
6097 {
6098         mem_cgroup_clear_mc();
6099 }
6100
6101 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6102                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6103                                 struct mm_walk *walk)
6104 {
6105         int ret = 0;
6106         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6107         pte_t *pte;
6108         spinlock_t *ptl;
6109         enum mc_target_type target_type;
6110         union mc_target target;
6111         struct page *page;
6112         struct page_cgroup *pc;
6113
6114         /*
6115          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
6116          * happens because:
6117          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
6118          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
6119          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
6120          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
6121          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
6122          *    part of thp split is not executed yet.
6123          */
6124         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
6125                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6126                         spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6127                         return 0;
6128                 }
6129                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6130                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6131                         page = target.page;
6132                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6133                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6134                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
6135                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
6136                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6137                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6138                                 }
6139                                 putback_lru_page(page);
6140                         }
6141                         put_page(page);
6142                 }
6143                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6144                 return 0;
6145         }
6146
6147         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6148                 return 0;
6149 retry:
6150         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6151         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6152                 pte_t ptent = *(pte++);
6153                 swp_entry_t ent;
6154
6155                 if (!mc.precharge)
6156                         break;
6157
6158                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6159                 case MC_TARGET_PAGE:
6160                         page = target.page;
6161                         if (isolate_lru_page(page))
6162                                 goto put;
6163                         pc = lookup_page_cgroup(page);
6164                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
6165                                                      mc.from, mc.to)) {
6166                                 mc.precharge--;
6167                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6168                                 mc.moved_charge++;
6169                         }
6170                         putback_lru_page(page);
6171 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6172                         put_page(page);
6173                         break;
6174                 case MC_TARGET_SWAP:
6175                         ent = target.ent;
6176                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6177                                 mc.precharge--;
6178                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
6179                                 mc.moved_swap++;
6180                         }
6181                         break;
6182                 default:
6183                         break;
6184                 }
6185         }
6186         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6187         cond_resched();
6188
6189         if (addr != end) {
6190                 /*
6191                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6192                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6193                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6194                  * phase.
6195                  */
6196                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6197                 if (!ret)
6198                         goto retry;
6199         }
6200
6201         return ret;
6202 }
6203
6204 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
6205 {
6206         struct vm_area_struct *vma;
6207
6208         lru_add_drain_all();
6209 retry:
6210         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
6211                 /*
6212                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
6213                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6214                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6215                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6216                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6217                  */
6218                 __mem_cgroup_clear_mc();
6219                 cond_resched();
6220                 goto retry;
6221         }
6222         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6223                 int ret;
6224                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
6225                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6226                         .mm = mm,
6227                         .private = vma,
6228                 };
6229                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6230                         continue;
6231                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6232                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
6233                 if (ret)
6234                         /*
6235                          * means we have consumed all precharges and failed in
6236                          * doing additional charge. Just abandon here.
6237                          */
6238                         break;
6239         }
6240         up_read(&mm->mmap_sem);
6241 }
6242
6243 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
6244                                  struct cgroup_taskset *tset)
6245 {
6246         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6247         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
6248
6249         if (mm) {
6250                 if (mc.to)
6251                         mem_cgroup_move_charge(mm);
6252                 mmput(mm);
6253         }
6254         if (mc.to)
6255                 mem_cgroup_clear_mc();
6256 }
6257 #else   /* !CONFIG_MMU */
6258 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
6259                                  struct cgroup_taskset *tset)
6260 {
6261         return 0;
6262 }
6263 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
6264                                      struct cgroup_taskset *tset)
6265 {
6266 }
6267 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
6268                                  struct cgroup_taskset *tset)
6269 {
6270 }
6271 #endif
6272
6273 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
6274         .name = "memory",
6275         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
6276         .create = mem_cgroup_create,
6277         .pre_destroy = mem_cgroup_pre_destroy,
6278         .destroy = mem_cgroup_destroy,
6279         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6280         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6281         .attach = mem_cgroup_move_task,
6282         .base_cftypes = mem_cgroup_files,
6283         .early_init = 0,
6284         .use_id = 1,
6285 };
6286
6287 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6288 static int __init enable_swap_account(char *s)
6289 {
6290         /* consider enabled if no parameter or 1 is given */
6291         if (!strcmp(s, "1"))
6292                 really_do_swap_account = 1;
6293         else if (!strcmp(s, "0"))
6294                 really_do_swap_account = 0;
6295         return 1;
6296 }
6297 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
6298
6299 #endif