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