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