memcg: use css_get/put for swap memcg
[cascardo/linux.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * Kernel Memory Controller
14  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
15  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
16  *
17  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
18  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
19  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
20  * (at your option) any later version.
21  *
22  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
23  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
24  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
25  * GNU General Public License for more details.
26  */
27
28 #include <linux/res_counter.h>
29 #include <linux/memcontrol.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31 #include <linux/mm.h>
32 #include <linux/hugetlb.h>
33 #include <linux/pagemap.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/page-flags.h>
36 #include <linux/backing-dev.h>
37 #include <linux/bit_spinlock.h>
38 #include <linux/rcupdate.h>
39 #include <linux/limits.h>
40 #include <linux/export.h>
41 #include <linux/mutex.h>
42 #include <linux/rbtree.h>
43 #include <linux/slab.h>
44 #include <linux/swap.h>
45 #include <linux/swapops.h>
46 #include <linux/spinlock.h>
47 #include <linux/eventfd.h>
48 #include <linux/sort.h>
49 #include <linux/fs.h>
50 #include <linux/seq_file.h>
51 #include <linux/vmalloc.h>
52 #include <linux/vmpressure.h>
53 #include <linux/mm_inline.h>
54 #include <linux/page_cgroup.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/oom.h>
57 #include "internal.h"
58 #include <net/sock.h>
59 #include <net/ip.h>
60 #include <net/tcp_memcontrol.h>
61
62 #include <asm/uaccess.h>
63
64 #include <trace/events/vmscan.h>
65
66 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys __read_mostly;
67 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_subsys);
68
69 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
70 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
71
72 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
73 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
74 int do_swap_account __read_mostly;
75
76 /* for remember boot option*/
77 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
78 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
79 #else
80 static int really_do_swap_account __initdata = 0;
81 #endif
82
83 #else
84 #define do_swap_account         0
85 #endif
86
87
88 /*
89  * Statistics for memory cgroup.
90  */
91 enum mem_cgroup_stat_index {
92         /*
93          * For MEM_CONTAINER_TYPE_ALL, usage = pagecache + rss.
94          */
95         MEM_CGROUP_STAT_CACHE,          /* # of pages charged as cache */
96         MEM_CGROUP_STAT_RSS,            /* # of pages charged as anon rss */
97         MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE,       /* # of pages charged as anon huge */
98         MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED,    /* # of pages charged as file rss */
99         MEM_CGROUP_STAT_SWAP,           /* # of pages, swapped out */
100         MEM_CGROUP_STAT_NSTATS,
101 };
102
103 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
104         "cache",
105         "rss",
106         "rss_huge",
107         "mapped_file",
108         "swap",
109 };
110
111 enum mem_cgroup_events_index {
112         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
113         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
114         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
115         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
116         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
117 };
118
119 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
120         "pgpgin",
121         "pgpgout",
122         "pgfault",
123         "pgmajfault",
124 };
125
126 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
127         "inactive_anon",
128         "active_anon",
129         "inactive_file",
130         "active_file",
131         "unevictable",
132 };
133
134 /*
135  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
136  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
137  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
138  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
139  */
140 enum mem_cgroup_events_target {
141         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
142         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
143         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
144         MEM_CGROUP_NTARGETS,
145 };
146 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
147 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
148 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
149
150 struct mem_cgroup_stat_cpu {
151         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
152         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
153         unsigned long nr_page_events;
154         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
155 };
156
157 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
158         /*
159          * last scanned hierarchy member. Valid only if last_dead_count
160          * matches memcg->dead_count of the hierarchy root group.
161          */
162         struct mem_cgroup *last_visited;
163         unsigned long last_dead_count;
164
165         /* scan generation, increased every round-trip */
166         unsigned int generation;
167 };
168
169 /*
170  * per-zone information in memory controller.
171  */
172 struct mem_cgroup_per_zone {
173         struct lruvec           lruvec;
174         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
175
176         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
177
178         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
179         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
180                                                 /* the soft limit is exceeded*/
181         bool                    on_tree;
182         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
183                                                 /* use container_of        */
184 };
185
186 struct mem_cgroup_per_node {
187         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
188 };
189
190 /*
191  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
192  * their hierarchy representation
193  */
194
195 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
196         struct rb_root rb_root;
197         spinlock_t lock;
198 };
199
200 struct mem_cgroup_tree_per_node {
201         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
202 };
203
204 struct mem_cgroup_tree {
205         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
206 };
207
208 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
209
210 struct mem_cgroup_threshold {
211         struct eventfd_ctx *eventfd;
212         u64 threshold;
213 };
214
215 /* For threshold */
216 struct mem_cgroup_threshold_ary {
217         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
218         int current_threshold;
219         /* Size of entries[] */
220         unsigned int size;
221         /* Array of thresholds */
222         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
223 };
224
225 struct mem_cgroup_thresholds {
226         /* Primary thresholds array */
227         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
228         /*
229          * Spare threshold array.
230          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
231          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
232          */
233         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
234 };
235
236 /* for OOM */
237 struct mem_cgroup_eventfd_list {
238         struct list_head list;
239         struct eventfd_ctx *eventfd;
240 };
241
242 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
243 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
244
245 /*
246  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
247  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
248  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
249  * to help the administrator determine what knobs to tune.
250  *
251  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
252  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
253  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
254  * a feature that will be implemented much later in the future.
255  */
256 struct mem_cgroup {
257         struct cgroup_subsys_state css;
258         /*
259          * the counter to account for memory usage
260          */
261         struct res_counter res;
262
263         /* vmpressure notifications */
264         struct vmpressure vmpressure;
265
266         union {
267                 /*
268                  * the counter to account for mem+swap usage.
269                  */
270                 struct res_counter memsw;
271
272                 /*
273                  * rcu_freeing is used only when freeing struct mem_cgroup,
274                  * so put it into a union to avoid wasting more memory.
275                  * It must be disjoint from the css field.  It could be
276                  * in a union with the res field, but res plays a much
277                  * larger part in mem_cgroup life than memsw, and might
278                  * be of interest, even at time of free, when debugging.
279                  * So share rcu_head with the less interesting memsw.
280                  */
281                 struct rcu_head rcu_freeing;
282                 /*
283                  * We also need some space for a worker in deferred freeing.
284                  * By the time we call it, rcu_freeing is no longer in use.
285                  */
286                 struct work_struct work_freeing;
287         };
288
289         /*
290          * the counter to account for kernel memory usage.
291          */
292         struct res_counter kmem;
293         /*
294          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
295          */
296         bool use_hierarchy;
297         unsigned long kmem_account_flags; /* See KMEM_ACCOUNTED_*, below */
298
299         bool            oom_lock;
300         atomic_t        under_oom;
301
302         atomic_t        refcnt;
303
304         int     swappiness;
305         /* OOM-Killer disable */
306         int             oom_kill_disable;
307
308         /* set when res.limit == memsw.limit */
309         bool            memsw_is_minimum;
310
311         /* protect arrays of thresholds */
312         struct mutex thresholds_lock;
313
314         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
315         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
316
317         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
318         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
319
320         /* For oom notifier event fd */
321         struct list_head oom_notify;
322
323         /*
324          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
325          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
326          */
327         unsigned long   move_charge_at_immigrate;
328         /*
329          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
330          */
331         atomic_t        moving_account;
332         /* taken only while moving_account > 0 */
333         spinlock_t      move_lock;
334         /*
335          * percpu counter.
336          */
337         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
338         /*
339          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
340          * See mem_cgroup_read_stat().
341          */
342         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
343         spinlock_t pcp_counter_lock;
344
345         atomic_t        dead_count;
346 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
347         struct tcp_memcontrol tcp_mem;
348 #endif
349 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
350         /* analogous to slab_common's slab_caches list. per-memcg */
351         struct list_head memcg_slab_caches;
352         /* Not a spinlock, we can take a lot of time walking the list */
353         struct mutex slab_caches_mutex;
354         /* Index in the kmem_cache->memcg_params->memcg_caches array */
355         int kmemcg_id;
356 #endif
357
358         int last_scanned_node;
359 #if MAX_NUMNODES > 1
360         nodemask_t      scan_nodes;
361         atomic_t        numainfo_events;
362         atomic_t        numainfo_updating;
363 #endif
364
365         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[0];
366         /* WARNING: nodeinfo must be the last member here */
367 };
368
369 static size_t memcg_size(void)
370 {
371         return sizeof(struct mem_cgroup) +
372                 nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node);
373 }
374
375 /* internal only representation about the status of kmem accounting. */
376 enum {
377         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE = 0, /* accounted by this cgroup itself */
378         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, /* static key enabled. */
379         KMEM_ACCOUNTED_DEAD, /* dead memcg with pending kmem charges */
380 };
381
382 /* We account when limit is on, but only after call sites are patched */
383 #define KMEM_ACCOUNTED_MASK \
384                 ((1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE) | (1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED))
385
386 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
387 static inline void memcg_kmem_set_active(struct mem_cgroup *memcg)
388 {
389         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
390 }
391
392 static bool memcg_kmem_is_active(struct mem_cgroup *memcg)
393 {
394         return test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
395 }
396
397 static void memcg_kmem_set_activated(struct mem_cgroup *memcg)
398 {
399         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
400 }
401
402 static void memcg_kmem_clear_activated(struct mem_cgroup *memcg)
403 {
404         clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
405 }
406
407 static void memcg_kmem_mark_dead(struct mem_cgroup *memcg)
408 {
409         /*
410          * Our caller must use css_get() first, because memcg_uncharge_kmem()
411          * will call css_put() if it sees the memcg is dead.
412          */
413         smp_wmb();
414         if (test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags))
415                 set_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD, &memcg->kmem_account_flags);
416 }
417
418 static bool memcg_kmem_test_and_clear_dead(struct mem_cgroup *memcg)
419 {
420         return test_and_clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD,
421                                   &memcg->kmem_account_flags);
422 }
423 #endif
424
425 /* Stuffs for move charges at task migration. */
426 /*
427  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" and
428  * "immigrate_flags" are treated as a left-shifted bitmap of these types.
429  */
430 enum move_type {
431         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
432         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
433         NR_MOVE_TYPE,
434 };
435
436 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
437 static struct move_charge_struct {
438         spinlock_t        lock; /* for from, to */
439         struct mem_cgroup *from;
440         struct mem_cgroup *to;
441         unsigned long immigrate_flags;
442         unsigned long precharge;
443         unsigned long moved_charge;
444         unsigned long moved_swap;
445         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
446         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
447 } mc = {
448         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
449         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
450 };
451
452 static bool move_anon(void)
453 {
454         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON, &mc.immigrate_flags);
455 }
456
457 static bool move_file(void)
458 {
459         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE, &mc.immigrate_flags);
460 }
461
462 /*
463  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
464  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
465  */
466 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
467 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
468
469 enum charge_type {
470         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
471         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
472         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
473         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
474         NR_CHARGE_TYPE,
475 };
476
477 /* for encoding cft->private value on file */
478 enum res_type {
479         _MEM,
480         _MEMSWAP,
481         _OOM_TYPE,
482         _KMEM,
483 };
484
485 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
486 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
487 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
488 /* Used for OOM nofiier */
489 #define OOM_CONTROL             (0)
490
491 /*
492  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
493  */
494 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
495 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
496 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
497 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
498
499 /*
500  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
501  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
502  * appearing has to hold it as well.
503  */
504 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
505
506 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg);
507 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg);
508
509 static inline
510 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
511 {
512         return container_of(s, struct mem_cgroup, css);
513 }
514
515 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
516 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
517 {
518         if (!memcg)
519                 memcg = root_mem_cgroup;
520         return &memcg->vmpressure;
521 }
522
523 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
524 {
525         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
526 }
527
528 struct vmpressure *css_to_vmpressure(struct cgroup_subsys_state *css)
529 {
530         return &mem_cgroup_from_css(css)->vmpressure;
531 }
532
533 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
534 {
535         return (memcg == root_mem_cgroup);
536 }
537
538 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
539 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
540
541 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
542 {
543         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
544                 struct mem_cgroup *memcg;
545                 struct cg_proto *cg_proto;
546
547                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
548
549                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
550                  * filled. It won't however, necessarily happen from
551                  * process context. So the test for root memcg given
552                  * the current task's memcg won't help us in this case.
553                  *
554                  * Respecting the original socket's memcg is a better
555                  * decision in this case.
556                  */
557                 if (sk->sk_cgrp) {
558                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
559                         css_get(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
560                         return;
561                 }
562
563                 rcu_read_lock();
564                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
565                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
566                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
567                     memcg_proto_active(cg_proto) && css_tryget(&memcg->css)) {
568                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
569                 }
570                 rcu_read_unlock();
571         }
572 }
573 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
574
575 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
576 {
577         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
578                 struct mem_cgroup *memcg;
579                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
580                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
581                 css_put(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
582         }
583 }
584
585 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
586 {
587         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
588                 return NULL;
589
590         return &memcg->tcp_mem.cg_proto;
591 }
592 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
593
594 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
595 {
596         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem.cg_proto))
597                 return;
598         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
599 }
600 #else
601 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
602 {
603 }
604 #endif
605
606 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
607 /*
608  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params->memcg_caches.
609  * There are two main reasons for not using the css_id for this:
610  *  1) this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
611  *     but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
612  *     memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
613  *     200 entry array for that.
614  *
615  *  2) In order not to violate the cgroup API, we would like to do all memory
616  *     allocation in ->create(). At that point, we haven't yet allocated the
617  *     css_id. Having a separate index prevents us from messing with the cgroup
618  *     core for this
619  *
620  * The current size of the caches array is stored in
621  * memcg_limited_groups_array_size.  It will double each time we have to
622  * increase it.
623  */
624 static DEFINE_IDA(kmem_limited_groups);
625 int memcg_limited_groups_array_size;
626
627 /*
628  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
629  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
630  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
631  * tunable, but that is strictly not necessary.
632  *
633  * MAX_SIZE should be as large as the number of css_ids. Ideally, we could get
634  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
635  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
636  * css_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
637  * increase ours as well if it increases.
638  */
639 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
640 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE 65535
641
642 /*
643  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
644  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
645  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
646  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
647  */
648 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
649 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
650
651 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
652 {
653         if (memcg_kmem_is_active(memcg)) {
654                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
655                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg->kmemcg_id);
656         }
657         /*
658          * This check can't live in kmem destruction function,
659          * since the charges will outlive the cgroup
660          */
661         WARN_ON(res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0);
662 }
663 #else
664 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
665 {
666 }
667 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
668
669 static void disarm_static_keys(struct mem_cgroup *memcg)
670 {
671         disarm_sock_keys(memcg);
672         disarm_kmem_keys(memcg);
673 }
674
675 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
676
677 static struct mem_cgroup_per_zone *
678 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
679 {
680         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
681         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
682 }
683
684 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
685 {
686         return &memcg->css;
687 }
688
689 static struct mem_cgroup_per_zone *
690 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
691 {
692         int nid = page_to_nid(page);
693         int zid = page_zonenum(page);
694
695         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
696 }
697
698 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
699 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
700 {
701         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
702 }
703
704 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
705 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
706 {
707         int nid = page_to_nid(page);
708         int zid = page_zonenum(page);
709
710         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
711 }
712
713 static void
714 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
715                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
716                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
717                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
718 {
719         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
720         struct rb_node *parent = NULL;
721         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
722
723         if (mz->on_tree)
724                 return;
725
726         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
727         if (!mz->usage_in_excess)
728                 return;
729         while (*p) {
730                 parent = *p;
731                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
732                                         tree_node);
733                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
734                         p = &(*p)->rb_left;
735                 /*
736                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
737                  * limit by the same amount
738                  */
739                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
740                         p = &(*p)->rb_right;
741         }
742         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
743         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
744         mz->on_tree = true;
745 }
746
747 static void
748 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
749                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
750                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
751 {
752         if (!mz->on_tree)
753                 return;
754         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
755         mz->on_tree = false;
756 }
757
758 static void
759 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
760                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
761                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
762 {
763         spin_lock(&mctz->lock);
764         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
765         spin_unlock(&mctz->lock);
766 }
767
768
769 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
770 {
771         unsigned long long excess;
772         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
773         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
774         int nid = page_to_nid(page);
775         int zid = page_zonenum(page);
776         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
777
778         /*
779          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
780          * because their event counter is not touched.
781          */
782         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
783                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
784                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
785                 /*
786                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
787                  * mem is over its softlimit.
788                  */
789                 if (excess || mz->on_tree) {
790                         spin_lock(&mctz->lock);
791                         /* if on-tree, remove it */
792                         if (mz->on_tree)
793                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
794                         /*
795                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
796                          * If excess is 0, no tree ops.
797                          */
798                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
799                         spin_unlock(&mctz->lock);
800                 }
801         }
802 }
803
804 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
805 {
806         int node, zone;
807         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
808         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
809
810         for_each_node(node) {
811                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
812                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
813                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
814                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
815                 }
816         }
817 }
818
819 static struct mem_cgroup_per_zone *
820 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
821 {
822         struct rb_node *rightmost = NULL;
823         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
824
825 retry:
826         mz = NULL;
827         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
828         if (!rightmost)
829                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
830
831         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
832         /*
833          * Remove the node now but someone else can add it back,
834          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
835          * position in the tree.
836          */
837         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
838         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
839                 !css_tryget(&mz->memcg->css))
840                 goto retry;
841 done:
842         return mz;
843 }
844
845 static struct mem_cgroup_per_zone *
846 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
847 {
848         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
849
850         spin_lock(&mctz->lock);
851         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
852         spin_unlock(&mctz->lock);
853         return mz;
854 }
855
856 /*
857  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
858  *
859  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
860  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
861  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
862  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
863  *
864  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
865  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
866  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
867  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
868  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
869  *
870  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
871  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
872  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
873  * implemented.
874  */
875 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
876                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
877 {
878         long val = 0;
879         int cpu;
880
881         get_online_cpus();
882         for_each_online_cpu(cpu)
883                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
884 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
885         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
886         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
887         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
888 #endif
889         put_online_cpus();
890         return val;
891 }
892
893 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
894                                          bool charge)
895 {
896         int val = (charge) ? 1 : -1;
897         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
898 }
899
900 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
901                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
902 {
903         unsigned long val = 0;
904         int cpu;
905
906         for_each_online_cpu(cpu)
907                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
908 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
909         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
910         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
911         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
912 #endif
913         return val;
914 }
915
916 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
917                                          struct page *page,
918                                          bool anon, int nr_pages)
919 {
920         preempt_disable();
921
922         /*
923          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
924          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
925          */
926         if (anon)
927                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
928                                 nr_pages);
929         else
930                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
931                                 nr_pages);
932
933         if (PageTransHuge(page))
934                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
935                                 nr_pages);
936
937         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
938         if (nr_pages > 0)
939                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
940         else {
941                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
942                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
943         }
944
945         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
946
947         preempt_enable();
948 }
949
950 unsigned long
951 mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
952 {
953         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
954
955         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
956         return mz->lru_size[lru];
957 }
958
959 static unsigned long
960 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
961                         unsigned int lru_mask)
962 {
963         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
964         enum lru_list lru;
965         unsigned long ret = 0;
966
967         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
968
969         for_each_lru(lru) {
970                 if (BIT(lru) & lru_mask)
971                         ret += mz->lru_size[lru];
972         }
973         return ret;
974 }
975
976 static unsigned long
977 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
978                         int nid, unsigned int lru_mask)
979 {
980         u64 total = 0;
981         int zid;
982
983         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
984                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
985                                                 nid, zid, lru_mask);
986
987         return total;
988 }
989
990 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
991                         unsigned int lru_mask)
992 {
993         int nid;
994         u64 total = 0;
995
996         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
997                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
998         return total;
999 }
1000
1001 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
1002                                        enum mem_cgroup_events_target target)
1003 {
1004         unsigned long val, next;
1005
1006         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
1007         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
1008         /* from time_after() in jiffies.h */
1009         if ((long)next - (long)val < 0) {
1010                 switch (target) {
1011                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
1012                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
1013                         break;
1014                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
1015                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
1016                         break;
1017                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
1018                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
1019                         break;
1020                 default:
1021                         break;
1022                 }
1023                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
1024                 return true;
1025         }
1026         return false;
1027 }
1028
1029 /*
1030  * Check events in order.
1031  *
1032  */
1033 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
1034 {
1035         preempt_disable();
1036         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
1037         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1038                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
1039                 bool do_softlimit;
1040                 bool do_numainfo __maybe_unused;
1041
1042                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1043                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
1044 #if MAX_NUMNODES > 1
1045                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1046                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
1047 #endif
1048                 preempt_enable();
1049
1050                 mem_cgroup_threshold(memcg);
1051                 if (unlikely(do_softlimit))
1052                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
1053 #if MAX_NUMNODES > 1
1054                 if (unlikely(do_numainfo))
1055                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
1056 #endif
1057         } else
1058                 preempt_enable();
1059 }
1060
1061 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_cont(struct cgroup *cont)
1062 {
1063         return mem_cgroup_from_css(
1064                 cgroup_subsys_state(cont, mem_cgroup_subsys_id));
1065 }
1066
1067 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1068 {
1069         /*
1070          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1071          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1072          * So this can be called with p == NULL.
1073          */
1074         if (unlikely(!p))
1075                 return NULL;
1076
1077         return mem_cgroup_from_css(task_subsys_state(p, mem_cgroup_subsys_id));
1078 }
1079
1080 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1081 {
1082         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1083
1084         if (!mm)
1085                 return NULL;
1086         /*
1087          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
1088          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
1089          * pessimistic (rather than adding locks here).
1090          */
1091         rcu_read_lock();
1092         do {
1093                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1094                 if (unlikely(!memcg))
1095                         break;
1096         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1097         rcu_read_unlock();
1098         return memcg;
1099 }
1100
1101 /*
1102  * Returns a next (in a pre-order walk) alive memcg (with elevated css
1103  * ref. count) or NULL if the whole root's subtree has been visited.
1104  *
1105  * helper function to be used by mem_cgroup_iter
1106  */
1107 static struct mem_cgroup *__mem_cgroup_iter_next(struct mem_cgroup *root,
1108                 struct mem_cgroup *last_visited)
1109 {
1110         struct cgroup *prev_cgroup, *next_cgroup;
1111
1112         /*
1113          * Root is not visited by cgroup iterators so it needs an
1114          * explicit visit.
1115          */
1116         if (!last_visited)
1117                 return root;
1118
1119         prev_cgroup = (last_visited == root) ? NULL
1120                 : last_visited->css.cgroup;
1121 skip_node:
1122         next_cgroup = cgroup_next_descendant_pre(
1123                         prev_cgroup, root->css.cgroup);
1124
1125         /*
1126          * Even if we found a group we have to make sure it is
1127          * alive. css && !memcg means that the groups should be
1128          * skipped and we should continue the tree walk.
1129          * last_visited css is safe to use because it is
1130          * protected by css_get and the tree walk is rcu safe.
1131          */
1132         if (next_cgroup) {
1133                 struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_cont(
1134                                 next_cgroup);
1135                 if (css_tryget(&mem->css))
1136                         return mem;
1137                 else {
1138                         prev_cgroup = next_cgroup;
1139                         goto skip_node;
1140                 }
1141         }
1142
1143         return NULL;
1144 }
1145
1146 static void mem_cgroup_iter_invalidate(struct mem_cgroup *root)
1147 {
1148         /*
1149          * When a group in the hierarchy below root is destroyed, the
1150          * hierarchy iterator can no longer be trusted since it might
1151          * have pointed to the destroyed group.  Invalidate it.
1152          */
1153         atomic_inc(&root->dead_count);
1154 }
1155
1156 static struct mem_cgroup *
1157 mem_cgroup_iter_load(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1158                      struct mem_cgroup *root,
1159                      int *sequence)
1160 {
1161         struct mem_cgroup *position = NULL;
1162         /*
1163          * A cgroup destruction happens in two stages: offlining and
1164          * release.  They are separated by a RCU grace period.
1165          *
1166          * If the iterator is valid, we may still race with an
1167          * offlining.  The RCU lock ensures the object won't be
1168          * released, tryget will fail if we lost the race.
1169          */
1170         *sequence = atomic_read(&root->dead_count);
1171         if (iter->last_dead_count == *sequence) {
1172                 smp_rmb();
1173                 position = iter->last_visited;
1174                 if (position && !css_tryget(&position->css))
1175                         position = NULL;
1176         }
1177         return position;
1178 }
1179
1180 static void mem_cgroup_iter_update(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1181                                    struct mem_cgroup *last_visited,
1182                                    struct mem_cgroup *new_position,
1183                                    int sequence)
1184 {
1185         if (last_visited)
1186                 css_put(&last_visited->css);
1187         /*
1188          * We store the sequence count from the time @last_visited was
1189          * loaded successfully instead of rereading it here so that we
1190          * don't lose destruction events in between.  We could have
1191          * raced with the destruction of @new_position after all.
1192          */
1193         iter->last_visited = new_position;
1194         smp_wmb();
1195         iter->last_dead_count = sequence;
1196 }
1197
1198 /**
1199  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1200  * @root: hierarchy root
1201  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1202  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1203  *
1204  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1205  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1206  *
1207  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1208  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1209  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1210  *
1211  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
1212  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1213  * reclaimers operating on the same zone and priority.
1214  */
1215 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1216                                    struct mem_cgroup *prev,
1217                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1218 {
1219         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1220         struct mem_cgroup *last_visited = NULL;
1221
1222         if (mem_cgroup_disabled())
1223                 return NULL;
1224
1225         if (!root)
1226                 root = root_mem_cgroup;
1227
1228         if (prev && !reclaim)
1229                 last_visited = prev;
1230
1231         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1232                 if (prev)
1233                         goto out_css_put;
1234                 return root;
1235         }
1236
1237         rcu_read_lock();
1238         while (!memcg) {
1239                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1240                 int uninitialized_var(seq);
1241
1242                 if (reclaim) {
1243                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
1244                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
1245                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1246
1247                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
1248                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
1249                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation) {
1250                                 iter->last_visited = NULL;
1251                                 goto out_unlock;
1252                         }
1253
1254                         last_visited = mem_cgroup_iter_load(iter, root, &seq);
1255                 }
1256
1257                 memcg = __mem_cgroup_iter_next(root, last_visited);
1258
1259                 if (reclaim) {
1260                         mem_cgroup_iter_update(iter, last_visited, memcg, seq);
1261
1262                         if (!memcg)
1263                                 iter->generation++;
1264                         else if (!prev && memcg)
1265                                 reclaim->generation = iter->generation;
1266                 }
1267
1268                 if (prev && !memcg)
1269                         goto out_unlock;
1270         }
1271 out_unlock:
1272         rcu_read_unlock();
1273 out_css_put:
1274         if (prev && prev != root)
1275                 css_put(&prev->css);
1276
1277         return memcg;
1278 }
1279
1280 /**
1281  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1282  * @root: hierarchy root
1283  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1284  */
1285 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1286                            struct mem_cgroup *prev)
1287 {
1288         if (!root)
1289                 root = root_mem_cgroup;
1290         if (prev && prev != root)
1291                 css_put(&prev->css);
1292 }
1293
1294 /*
1295  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1296  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1297  * be used for reference counting.
1298  */
1299 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1300         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1301              iter != NULL;                              \
1302              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1303
1304 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1305         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1306              iter != NULL;                              \
1307              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1308
1309 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1310 {
1311         struct mem_cgroup *memcg;
1312
1313         rcu_read_lock();
1314         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1315         if (unlikely(!memcg))
1316                 goto out;
1317
1318         switch (idx) {
1319         case PGFAULT:
1320                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1321                 break;
1322         case PGMAJFAULT:
1323                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1324                 break;
1325         default:
1326                 BUG();
1327         }
1328 out:
1329         rcu_read_unlock();
1330 }
1331 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1332
1333 /**
1334  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1335  * @zone: zone of the wanted lruvec
1336  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1337  *
1338  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1339  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1340  * is disabled.
1341  */
1342 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1343                                       struct mem_cgroup *memcg)
1344 {
1345         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1346         struct lruvec *lruvec;
1347
1348         if (mem_cgroup_disabled()) {
1349                 lruvec = &zone->lruvec;
1350                 goto out;
1351         }
1352
1353         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1354         lruvec = &mz->lruvec;
1355 out:
1356         /*
1357          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1358          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1359          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1360          */
1361         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1362                 lruvec->zone = zone;
1363         return lruvec;
1364 }
1365
1366 /*
1367  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1368  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1369  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1370  *
1371  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1372  * 1. charge
1373  * 2. moving account
1374  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1375  * It is added to LRU before charge.
1376  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1377  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1378  */
1379
1380 /**
1381  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1382  * @page: the page
1383  * @zone: zone of the page
1384  */
1385 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1386 {
1387         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1388         struct mem_cgroup *memcg;
1389         struct page_cgroup *pc;
1390         struct lruvec *lruvec;
1391
1392         if (mem_cgroup_disabled()) {
1393                 lruvec = &zone->lruvec;
1394                 goto out;
1395         }
1396
1397         pc = lookup_page_cgroup(page);
1398         memcg = pc->mem_cgroup;
1399
1400         /*
1401          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1402          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1403          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1404          *
1405          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1406          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1407          * of pc->mem_cgroup safe.
1408          */
1409         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1410                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1411
1412         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1413         lruvec = &mz->lruvec;
1414 out:
1415         /*
1416          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1417          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1418          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1419          */
1420         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1421                 lruvec->zone = zone;
1422         return lruvec;
1423 }
1424
1425 /**
1426  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1427  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1428  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1429  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1430  *
1431  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1432  * lru list.
1433  */
1434 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1435                                 int nr_pages)
1436 {
1437         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1438         unsigned long *lru_size;
1439
1440         if (mem_cgroup_disabled())
1441                 return;
1442
1443         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1444         lru_size = mz->lru_size + lru;
1445         *lru_size += nr_pages;
1446         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1447 }
1448
1449 /*
1450  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1451  * hierarchy subtree
1452  */
1453 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1454                                   struct mem_cgroup *memcg)
1455 {
1456         if (root_memcg == memcg)
1457                 return true;
1458         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1459                 return false;
1460         return css_is_ancestor(&memcg->css, &root_memcg->css);
1461 }
1462
1463 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1464                                        struct mem_cgroup *memcg)
1465 {
1466         bool ret;
1467
1468         rcu_read_lock();
1469         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1470         rcu_read_unlock();
1471         return ret;
1472 }
1473
1474 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task,
1475                         const struct mem_cgroup *memcg)
1476 {
1477         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1478         struct task_struct *p;
1479         bool ret;
1480
1481         p = find_lock_task_mm(task);
1482         if (p) {
1483                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1484                 task_unlock(p);
1485         } else {
1486                 /*
1487                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1488                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1489                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1490                  */
1491                 rcu_read_lock();
1492                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1493                 if (curr)
1494                         css_get(&curr->css);
1495                 rcu_read_unlock();
1496         }
1497         if (!curr)
1498                 return false;
1499         /*
1500          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1501          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1502          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1503          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1504          */
1505         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1506         css_put(&curr->css);
1507         return ret;
1508 }
1509
1510 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1511 {
1512         unsigned long inactive_ratio;
1513         unsigned long inactive;
1514         unsigned long active;
1515         unsigned long gb;
1516
1517         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1518         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1519
1520         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1521         if (gb)
1522                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1523         else
1524                 inactive_ratio = 1;
1525
1526         return inactive * inactive_ratio < active;
1527 }
1528
1529 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1530         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1531
1532 /**
1533  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1534  * @memcg: the memory cgroup
1535  *
1536  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1537  * pages.
1538  */
1539 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1540 {
1541         unsigned long long margin;
1542
1543         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1544         if (do_swap_account)
1545                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1546         return margin >> PAGE_SHIFT;
1547 }
1548
1549 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1550 {
1551         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
1552
1553         /* root ? */
1554         if (cgrp->parent == NULL)
1555                 return vm_swappiness;
1556
1557         return memcg->swappiness;
1558 }
1559
1560 /*
1561  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1562  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1563  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1564  * rcu_read_lock(), like this:
1565  *
1566  *         CPU-A                                    CPU-B
1567  *                                              rcu_read_lock()
1568  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1569  *                                                   take heavy locks.
1570  *         synchronize_rcu()                    update something.
1571  *                                              rcu_read_unlock()
1572  *         start move here.
1573  */
1574
1575 /* for quick checking without looking up memcg */
1576 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1577
1578 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1579 {
1580         atomic_inc(&memcg_moving);
1581         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1582         synchronize_rcu();
1583 }
1584
1585 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1586 {
1587         /*
1588          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1589          * We check NULL in callee rather than caller.
1590          */
1591         if (memcg) {
1592                 atomic_dec(&memcg_moving);
1593                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1594         }
1595 }
1596
1597 /*
1598  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1599  *
1600  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1601  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1602  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1603  *
1604  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1605  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1606  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1607  */
1608
1609 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1610 {
1611         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1612         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1613 }
1614
1615 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1616 {
1617         struct mem_cgroup *from;
1618         struct mem_cgroup *to;
1619         bool ret = false;
1620         /*
1621          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1622          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1623          */
1624         spin_lock(&mc.lock);
1625         from = mc.from;
1626         to = mc.to;
1627         if (!from)
1628                 goto unlock;
1629
1630         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1631                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1632 unlock:
1633         spin_unlock(&mc.lock);
1634         return ret;
1635 }
1636
1637 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1638 {
1639         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1640                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1641                         DEFINE_WAIT(wait);
1642                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1643                         /* moving charge context might have finished. */
1644                         if (mc.moving_task)
1645                                 schedule();
1646                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1647                         return true;
1648                 }
1649         }
1650         return false;
1651 }
1652
1653 /*
1654  * Take this lock when
1655  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1656  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1657  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1658  */
1659 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1660                                   unsigned long *flags)
1661 {
1662         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1663 }
1664
1665 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1666                                 unsigned long *flags)
1667 {
1668         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1669 }
1670
1671 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1672 /**
1673  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1674  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1675  * @p: Task that is going to be killed
1676  *
1677  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1678  * enabled
1679  */
1680 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1681 {
1682         struct cgroup *task_cgrp;
1683         struct cgroup *mem_cgrp;
1684         /*
1685          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1686          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1687          * If this assumption is broken, revisit this code.
1688          */
1689         static char memcg_name[PATH_MAX];
1690         int ret;
1691         struct mem_cgroup *iter;
1692         unsigned int i;
1693
1694         if (!p)
1695                 return;
1696
1697         rcu_read_lock();
1698
1699         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1700         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1701
1702         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1703         if (ret < 0) {
1704                 /*
1705                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1706                  * But we'll still print out the usage information
1707                  */
1708                 rcu_read_unlock();
1709                 goto done;
1710         }
1711         rcu_read_unlock();
1712
1713         pr_info("Task in %s killed", memcg_name);
1714
1715         rcu_read_lock();
1716         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1717         if (ret < 0) {
1718                 rcu_read_unlock();
1719                 goto done;
1720         }
1721         rcu_read_unlock();
1722
1723         /*
1724          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1725          */
1726         pr_cont(" as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1727 done:
1728
1729         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1730                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1731                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1732                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1733         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1734                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1735                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1736                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1737         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1738                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) >> 10,
1739                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_LIMIT) >> 10,
1740                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_FAILCNT));
1741
1742         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1743                 pr_info("Memory cgroup stats");
1744
1745                 rcu_read_lock();
1746                 ret = cgroup_path(iter->css.cgroup, memcg_name, PATH_MAX);
1747                 if (!ret)
1748                         pr_cont(" for %s", memcg_name);
1749                 rcu_read_unlock();
1750                 pr_cont(":");
1751
1752                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1753                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1754                                 continue;
1755                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1756                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1757                 }
1758
1759                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1760                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1761                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1762
1763                 pr_cont("\n");
1764         }
1765 }
1766
1767 /*
1768  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1769  * 1(self count) if no children.
1770  */
1771 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1772 {
1773         int num = 0;
1774         struct mem_cgroup *iter;
1775
1776         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1777                 num++;
1778         return num;
1779 }
1780
1781 /*
1782  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1783  */
1784 static u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1785 {
1786         u64 limit;
1787
1788         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1789
1790         /*
1791          * Do not consider swap space if we cannot swap due to swappiness
1792          */
1793         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1794                 u64 memsw;
1795
1796                 limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1797                 memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1798
1799                 /*
1800                  * If memsw is finite and limits the amount of swap space
1801                  * available to this memcg, return that limit.
1802                  */
1803                 limit = min(limit, memsw);
1804         }
1805
1806         return limit;
1807 }
1808
1809 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1810                                      int order)
1811 {
1812         struct mem_cgroup *iter;
1813         unsigned long chosen_points = 0;
1814         unsigned long totalpages;
1815         unsigned int points = 0;
1816         struct task_struct *chosen = NULL;
1817
1818         /*
1819          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1820          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1821          * quickly exit and free its memory.
1822          */
1823         if (fatal_signal_pending(current) || current->flags & PF_EXITING) {
1824                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1825                 return;
1826         }
1827
1828         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1829         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) >> PAGE_SHIFT ? : 1;
1830         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1831                 struct cgroup *cgroup = iter->css.cgroup;
1832                 struct cgroup_iter it;
1833                 struct task_struct *task;
1834
1835                 cgroup_iter_start(cgroup, &it);
1836                 while ((task = cgroup_iter_next(cgroup, &it))) {
1837                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1838                                                         false)) {
1839                         case OOM_SCAN_SELECT:
1840                                 if (chosen)
1841                                         put_task_struct(chosen);
1842                                 chosen = task;
1843                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1844                                 get_task_struct(chosen);
1845                                 /* fall through */
1846                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1847                                 continue;
1848                         case OOM_SCAN_ABORT:
1849                                 cgroup_iter_end(cgroup, &it);
1850                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1851                                 if (chosen)
1852                                         put_task_struct(chosen);
1853                                 return;
1854                         case OOM_SCAN_OK:
1855                                 break;
1856                         };
1857                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1858                         if (points > chosen_points) {
1859                                 if (chosen)
1860                                         put_task_struct(chosen);
1861                                 chosen = task;
1862                                 chosen_points = points;
1863                                 get_task_struct(chosen);
1864                         }
1865                 }
1866                 cgroup_iter_end(cgroup, &it);
1867         }
1868
1869         if (!chosen)
1870                 return;
1871         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1872         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1873                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1874 }
1875
1876 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1877                                         gfp_t gfp_mask,
1878                                         unsigned long flags)
1879 {
1880         unsigned long total = 0;
1881         bool noswap = false;
1882         int loop;
1883
1884         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1885                 noswap = true;
1886         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1887                 noswap = true;
1888
1889         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1890                 if (loop)
1891                         drain_all_stock_async(memcg);
1892                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1893                 /*
1894                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1895                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1896                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1897                  */
1898                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1899                         break;
1900                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1901                         break;
1902                 /*
1903                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1904                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1905                  */
1906                 if (loop && !total)
1907                         break;
1908         }
1909         return total;
1910 }
1911
1912 /**
1913  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1914  * @memcg: the target memcg
1915  * @nid: the node ID to be checked.
1916  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1917  *
1918  * This function returns whether the specified memcg contains any
1919  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1920  * pages in the node.
1921  */
1922 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1923                 int nid, bool noswap)
1924 {
1925         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1926                 return true;
1927         if (noswap || !total_swap_pages)
1928                 return false;
1929         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1930                 return true;
1931         return false;
1932
1933 }
1934 #if MAX_NUMNODES > 1
1935
1936 /*
1937  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1938  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1939  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1940  *
1941  */
1942 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1943 {
1944         int nid;
1945         /*
1946          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1947          * pagein/pageout changes since the last update.
1948          */
1949         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1950                 return;
1951         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1952                 return;
1953
1954         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1955         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1956
1957         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1958
1959                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1960                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1961         }
1962
1963         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1964         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1965 }
1966
1967 /*
1968  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1969  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1970  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1971  *
1972  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1973  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1974  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1975  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1976  *
1977  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1978  */
1979 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1980 {
1981         int node;
1982
1983         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1984         node = memcg->last_scanned_node;
1985
1986         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1987         if (node == MAX_NUMNODES)
1988                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1989         /*
1990          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1991          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1992          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1993          * we use curret node.
1994          */
1995         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1996                 node = numa_node_id();
1997
1998         memcg->last_scanned_node = node;
1999         return node;
2000 }
2001
2002 /*
2003  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
2004  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
2005  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
2006  * enough new information. We need to do double check.
2007  */
2008 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
2009 {
2010         int nid;
2011
2012         /*
2013          * quick check...making use of scan_node.
2014          * We can skip unused nodes.
2015          */
2016         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
2017                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
2018                      nid < MAX_NUMNODES;
2019                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
2020
2021                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
2022                                 return true;
2023                 }
2024         }
2025         /*
2026          * Check rest of nodes.
2027          */
2028         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2029                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
2030                         continue;
2031                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
2032                         return true;
2033         }
2034         return false;
2035 }
2036
2037 #else
2038 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
2039 {
2040         return 0;
2041 }
2042
2043 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
2044 {
2045         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
2046 }
2047 #endif
2048
2049 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
2050                                    struct zone *zone,
2051                                    gfp_t gfp_mask,
2052                                    unsigned long *total_scanned)
2053 {
2054         struct mem_cgroup *victim = NULL;
2055         int total = 0;
2056         int loop = 0;
2057         unsigned long excess;
2058         unsigned long nr_scanned;
2059         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
2060                 .zone = zone,
2061                 .priority = 0,
2062         };
2063
2064         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
2065
2066         while (1) {
2067                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
2068                 if (!victim) {
2069                         loop++;
2070                         if (loop >= 2) {
2071                                 /*
2072                                  * If we have not been able to reclaim
2073                                  * anything, it might because there are
2074                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
2075                                  */
2076                                 if (!total)
2077                                         break;
2078                                 /*
2079                                  * We want to do more targeted reclaim.
2080                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
2081                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
2082                                  * coming back to reclaim from this cgroup
2083                                  */
2084                                 if (total >= (excess >> 2) ||
2085                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
2086                                         break;
2087                         }
2088                         continue;
2089                 }
2090                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
2091                         continue;
2092                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
2093                                                      zone, &nr_scanned);
2094                 *total_scanned += nr_scanned;
2095                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
2096                         break;
2097         }
2098         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
2099         return total;
2100 }
2101
2102 /*
2103  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
2104  * If someone is running, return false.
2105  * Has to be called with memcg_oom_lock
2106  */
2107 static bool mem_cgroup_oom_lock(struct mem_cgroup *memcg)
2108 {
2109         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
2110
2111         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2112                 if (iter->oom_lock) {
2113                         /*
2114                          * this subtree of our hierarchy is already locked
2115                          * so we cannot give a lock.
2116                          */
2117                         failed = iter;
2118                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2119                         break;
2120                 } else
2121                         iter->oom_lock = true;
2122         }
2123
2124         if (!failed)
2125                 return true;
2126
2127         /*
2128          * OK, we failed to lock the whole subtree so we have to clean up
2129          * what we set up to the failing subtree
2130          */
2131         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2132                 if (iter == failed) {
2133                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2134                         break;
2135                 }
2136                 iter->oom_lock = false;
2137         }
2138         return false;
2139 }
2140
2141 /*
2142  * Has to be called with memcg_oom_lock
2143  */
2144 static int mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
2145 {
2146         struct mem_cgroup *iter;
2147
2148         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2149                 iter->oom_lock = false;
2150         return 0;
2151 }
2152
2153 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2154 {
2155         struct mem_cgroup *iter;
2156
2157         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2158                 atomic_inc(&iter->under_oom);
2159 }
2160
2161 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2162 {
2163         struct mem_cgroup *iter;
2164
2165         /*
2166          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
2167          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
2168          * atomic_add_unless() here.
2169          */
2170         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2171                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
2172 }
2173
2174 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
2175 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
2176
2177 struct oom_wait_info {
2178         struct mem_cgroup *memcg;
2179         wait_queue_t    wait;
2180 };
2181
2182 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
2183         unsigned mode, int sync, void *arg)
2184 {
2185         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
2186         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
2187         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
2188
2189         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
2190         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
2191
2192         /*
2193          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
2194          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
2195          */
2196         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
2197                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
2198                 return 0;
2199         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
2200 }
2201
2202 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2203 {
2204         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
2205         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
2206 }
2207
2208 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
2209 {
2210         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
2211                 memcg_wakeup_oom(memcg);
2212 }
2213
2214 /*
2215  * try to call OOM killer. returns false if we should exit memory-reclaim loop.
2216  */
2217 static bool mem_cgroup_handle_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask,
2218                                   int order)
2219 {
2220         struct oom_wait_info owait;
2221         bool locked, need_to_kill;
2222
2223         owait.memcg = memcg;
2224         owait.wait.flags = 0;
2225         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2226         owait.wait.private = current;
2227         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
2228         need_to_kill = true;
2229         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2230
2231         /* At first, try to OOM lock hierarchy under memcg.*/
2232         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2233         locked = mem_cgroup_oom_lock(memcg);
2234         /*
2235          * Even if signal_pending(), we can't quit charge() loop without
2236          * accounting. So, UNINTERRUPTIBLE is appropriate. But SIGKILL
2237          * under OOM is always welcomed, use TASK_KILLABLE here.
2238          */
2239         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2240         if (!locked || memcg->oom_kill_disable)
2241                 need_to_kill = false;
2242         if (locked)
2243                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2244         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2245
2246         if (need_to_kill) {
2247                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2248                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order);
2249         } else {
2250                 schedule();
2251                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2252         }
2253         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2254         if (locked)
2255                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2256         memcg_wakeup_oom(memcg);
2257         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2258
2259         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2260
2261         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
2262                 return false;
2263         /* Give chance to dying process */
2264         schedule_timeout_uninterruptible(1);
2265         return true;
2266 }
2267
2268 /*
2269  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
2270  * generalized to update other statistics as well.
2271  *
2272  * Notes: Race condition
2273  *
2274  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
2275  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
2276  * to do so _always_.
2277  *
2278  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
2279  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
2280  * are no race with "charge".
2281  *
2282  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
2283  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
2284  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
2285  * by flags.
2286  *
2287  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
2288  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
2289  * If there is, we take a lock.
2290  */
2291
2292 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
2293                                 bool *locked, unsigned long *flags)
2294 {
2295         struct mem_cgroup *memcg;
2296         struct page_cgroup *pc;
2297
2298         pc = lookup_page_cgroup(page);
2299 again:
2300         memcg = pc->mem_cgroup;
2301         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2302                 return;
2303         /*
2304          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
2305          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
2306          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
2307          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
2308          */
2309         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
2310                 return;
2311
2312         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2313         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2314                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2315                 goto again;
2316         }
2317         *locked = true;
2318 }
2319
2320 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
2321 {
2322         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2323
2324         /*
2325          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
2326          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
2327          * should take move_lock_mem_cgroup().
2328          */
2329         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
2330 }
2331
2332 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
2333                                  enum mem_cgroup_page_stat_item idx, int val)
2334 {
2335         struct mem_cgroup *memcg;
2336         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2337         unsigned long uninitialized_var(flags);
2338
2339         if (mem_cgroup_disabled())
2340                 return;
2341
2342         memcg = pc->mem_cgroup;
2343         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2344                 return;
2345
2346         switch (idx) {
2347         case MEMCG_NR_FILE_MAPPED:
2348                 idx = MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED;
2349                 break;
2350         default:
2351                 BUG();
2352         }
2353
2354         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2355 }
2356
2357 /*
2358  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2359  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2360  */
2361 #define CHARGE_BATCH    32U
2362 struct memcg_stock_pcp {
2363         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2364         unsigned int nr_pages;
2365         struct work_struct work;
2366         unsigned long flags;
2367 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2368 };
2369 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2370 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2371
2372 /**
2373  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2374  * @memcg: memcg to consume from.
2375  * @nr_pages: how many pages to charge.
2376  *
2377  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2378  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2379  * service an allocation will refill the stock.
2380  *
2381  * returns true if successful, false otherwise.
2382  */
2383 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2384 {
2385         struct memcg_stock_pcp *stock;
2386         bool ret = true;
2387
2388         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2389                 return false;
2390
2391         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2392         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages)
2393                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2394         else /* need to call res_counter_charge */
2395                 ret = false;
2396         put_cpu_var(memcg_stock);
2397         return ret;
2398 }
2399
2400 /*
2401  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2402  */
2403 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2404 {
2405         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2406
2407         if (stock->nr_pages) {
2408                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2409
2410                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2411                 if (do_swap_account)
2412                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2413                 stock->nr_pages = 0;
2414         }
2415         stock->cached = NULL;
2416 }
2417
2418 /*
2419  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2420  * a thread which is pinned to local cpu.
2421  */
2422 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2423 {
2424         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2425         drain_stock(stock);
2426         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2427 }
2428
2429 static void __init memcg_stock_init(void)
2430 {
2431         int cpu;
2432
2433         for_each_possible_cpu(cpu) {
2434                 struct memcg_stock_pcp *stock =
2435                                         &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2436                 INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
2437         }
2438 }
2439
2440 /*
2441  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2442  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2443  */
2444 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2445 {
2446         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2447
2448         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2449                 drain_stock(stock);
2450                 stock->cached = memcg;
2451         }
2452         stock->nr_pages += nr_pages;
2453         put_cpu_var(memcg_stock);
2454 }
2455
2456 /*
2457  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2458  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2459  * until the work is done.
2460  */
2461 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2462 {
2463         int cpu, curcpu;
2464
2465         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2466         get_online_cpus();
2467         curcpu = get_cpu();
2468         for_each_online_cpu(cpu) {
2469                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2470                 struct mem_cgroup *memcg;
2471
2472                 memcg = stock->cached;
2473                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2474                         continue;
2475                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2476                         continue;
2477                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2478                         if (cpu == curcpu)
2479                                 drain_local_stock(&stock->work);
2480                         else
2481                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2482                 }
2483         }
2484         put_cpu();
2485
2486         if (!sync)
2487                 goto out;
2488
2489         for_each_online_cpu(cpu) {
2490                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2491                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2492                         flush_work(&stock->work);
2493         }
2494 out:
2495         put_online_cpus();
2496 }
2497
2498 /*
2499  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2500  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2501  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2502  * it.
2503  */
2504 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2505 {
2506         /*
2507          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2508          */
2509         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2510                 return;
2511         drain_all_stock(root_memcg, false);
2512         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2513 }
2514
2515 /* This is a synchronous drain interface. */
2516 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2517 {
2518         /* called when force_empty is called */
2519         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2520         drain_all_stock(root_memcg, true);
2521         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2522 }
2523
2524 /*
2525  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2526  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2527  */
2528 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2529 {
2530         int i;
2531
2532         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2533         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2534                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2535
2536                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2537                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2538         }
2539         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2540                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2541
2542                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2543                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2544         }
2545         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2546 }
2547
2548 static int __cpuinit memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2549                                         unsigned long action,
2550                                         void *hcpu)
2551 {
2552         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2553         struct memcg_stock_pcp *stock;
2554         struct mem_cgroup *iter;
2555
2556         if (action == CPU_ONLINE)
2557                 return NOTIFY_OK;
2558
2559         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2560                 return NOTIFY_OK;
2561
2562         for_each_mem_cgroup(iter)
2563                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2564
2565         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2566         drain_stock(stock);
2567         return NOTIFY_OK;
2568 }
2569
2570
2571 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2572 enum {
2573         CHARGE_OK,              /* success */
2574         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2575         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2576         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2577         CHARGE_OOM_DIE,         /* the current is killed because of OOM */
2578 };
2579
2580 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2581                                 unsigned int nr_pages, unsigned int min_pages,
2582                                 bool oom_check)
2583 {
2584         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2585         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2586         struct res_counter *fail_res;
2587         unsigned long flags = 0;
2588         int ret;
2589
2590         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2591
2592         if (likely(!ret)) {
2593                 if (!do_swap_account)
2594                         return CHARGE_OK;
2595                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2596                 if (likely(!ret))
2597                         return CHARGE_OK;
2598
2599                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2600                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2601                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2602         } else
2603                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2604         /*
2605          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2606          * single page instead.
2607          */
2608         if (nr_pages > min_pages)
2609                 return CHARGE_RETRY;
2610
2611         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2612                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2613
2614         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2615                 return CHARGE_NOMEM;
2616
2617         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2618         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2619                 return CHARGE_RETRY;
2620         /*
2621          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2622          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2623          * before killing the task.
2624          *
2625          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2626          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2627          * to regular pages anyway in case of failure.
2628          */
2629         if (nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) && ret)
2630                 return CHARGE_RETRY;
2631
2632         /*
2633          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2634          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2635          */
2636         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2637                 return CHARGE_RETRY;
2638
2639         /* If we don't need to call oom-killer at el, return immediately */
2640         if (!oom_check)
2641                 return CHARGE_NOMEM;
2642         /* check OOM */
2643         if (!mem_cgroup_handle_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize)))
2644                 return CHARGE_OOM_DIE;
2645
2646         return CHARGE_RETRY;
2647 }
2648
2649 /*
2650  * __mem_cgroup_try_charge() does
2651  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2652  * 2. update res_counter
2653  * 3. call memory reclaim if necessary.
2654  *
2655  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2656  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2657  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2658  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2659  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2660  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2661  *
2662  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2663  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2664  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2665  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2666  *
2667  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2668  * the oom-killer can be invoked.
2669  */
2670 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2671                                    gfp_t gfp_mask,
2672                                    unsigned int nr_pages,
2673                                    struct mem_cgroup **ptr,
2674                                    bool oom)
2675 {
2676         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2677         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2678         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2679         int ret;
2680
2681         /*
2682          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2683          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2684          * MEMDIE process.
2685          */
2686         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2687                      || fatal_signal_pending(current)))
2688                 goto bypass;
2689
2690         /*
2691          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2692          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2693          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2694          * set, if so charge the root memcg (happens for pagecache usage).
2695          */
2696         if (!*ptr && !mm)
2697                 *ptr = root_mem_cgroup;
2698 again:
2699         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2700                 memcg = *ptr;
2701                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2702                         goto done;
2703                 if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2704                         goto done;
2705                 css_get(&memcg->css);
2706         } else {
2707                 struct task_struct *p;
2708
2709                 rcu_read_lock();
2710                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2711                 /*
2712                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2713                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2714                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2715                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2716                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2717                  * small race, here.
2718                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2719                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2720                  */
2721                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2722                 if (!memcg)
2723                         memcg = root_mem_cgroup;
2724                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2725                         rcu_read_unlock();
2726                         goto done;
2727                 }
2728                 if (consume_stock(memcg, nr_pages)) {
2729                         /*
2730                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2731                          * But considering how consume_stok works, it's not
2732                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2733                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2734                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2735                          * calling consume_stock().
2736                          */
2737                         rcu_read_unlock();
2738                         goto done;
2739                 }
2740                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2741                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2742                         rcu_read_unlock();
2743                         goto again;
2744                 }
2745                 rcu_read_unlock();
2746         }
2747
2748         do {
2749                 bool oom_check;
2750
2751                 /* If killed, bypass charge */
2752                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2753                         css_put(&memcg->css);
2754                         goto bypass;
2755                 }
2756
2757                 oom_check = false;
2758                 if (oom && !nr_oom_retries) {
2759                         oom_check = true;
2760                         nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2761                 }
2762
2763                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch, nr_pages,
2764                     oom_check);
2765                 switch (ret) {
2766                 case CHARGE_OK:
2767                         break;
2768                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2769                         batch = nr_pages;
2770                         css_put(&memcg->css);
2771                         memcg = NULL;
2772                         goto again;
2773                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2774                         css_put(&memcg->css);
2775                         goto nomem;
2776                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2777                         if (!oom) {
2778                                 css_put(&memcg->css);
2779                                 goto nomem;
2780                         }
2781                         /* If oom, we never return -ENOMEM */
2782                         nr_oom_retries--;
2783                         break;
2784                 case CHARGE_OOM_DIE: /* Killed by OOM Killer */
2785                         css_put(&memcg->css);
2786                         goto bypass;
2787                 }
2788         } while (ret != CHARGE_OK);
2789
2790         if (batch > nr_pages)
2791                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2792         css_put(&memcg->css);
2793 done:
2794         *ptr = memcg;
2795         return 0;
2796 nomem:
2797         *ptr = NULL;
2798         return -ENOMEM;
2799 bypass:
2800         *ptr = root_mem_cgroup;
2801         return -EINTR;
2802 }
2803
2804 /*
2805  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2806  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2807  * gotten by try_charge().
2808  */
2809 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2810                                        unsigned int nr_pages)
2811 {
2812         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2813                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2814
2815                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2816                 if (do_swap_account)
2817                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2818         }
2819 }
2820
2821 /*
2822  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2823  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2824  */
2825 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2826                                         unsigned int nr_pages)
2827 {
2828         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2829
2830         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2831                 return;
2832
2833         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2834         if (do_swap_account)
2835                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2836                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2837 }
2838
2839 /*
2840  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2841  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling css_tryget if
2842  * the mem_cgroup is used for charging. (dropping refcnt from swap can be
2843  * called against removed memcg.)
2844  */
2845 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2846 {
2847         struct cgroup_subsys_state *css;
2848
2849         /* ID 0 is unused ID */
2850         if (!id)
2851                 return NULL;
2852         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2853         if (!css)
2854                 return NULL;
2855         return mem_cgroup_from_css(css);
2856 }
2857
2858 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2859 {
2860         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2861         struct page_cgroup *pc;
2862         unsigned short id;
2863         swp_entry_t ent;
2864
2865         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2866
2867         pc = lookup_page_cgroup(page);
2868         lock_page_cgroup(pc);
2869         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2870                 memcg = pc->mem_cgroup;
2871                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2872                         memcg = NULL;
2873         } else if (PageSwapCache(page)) {
2874                 ent.val = page_private(page);
2875                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2876                 rcu_read_lock();
2877                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2878                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2879                         memcg = NULL;
2880                 rcu_read_unlock();
2881         }
2882         unlock_page_cgroup(pc);
2883         return memcg;
2884 }
2885
2886 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2887                                        struct page *page,
2888                                        unsigned int nr_pages,
2889                                        enum charge_type ctype,
2890                                        bool lrucare)
2891 {
2892         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2893         struct zone *uninitialized_var(zone);
2894         struct lruvec *lruvec;
2895         bool was_on_lru = false;
2896         bool anon;
2897
2898         lock_page_cgroup(pc);
2899         VM_BUG_ON(PageCgroupUsed(pc));
2900         /*
2901          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2902          * accessed by any other context at this point.
2903          */
2904
2905         /*
2906          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2907          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2908          */
2909         if (lrucare) {
2910                 zone = page_zone(page);
2911                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2912                 if (PageLRU(page)) {
2913                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2914                         ClearPageLRU(page);
2915                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2916                         was_on_lru = true;
2917                 }
2918         }
2919
2920         pc->mem_cgroup = memcg;
2921         /*
2922          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2923          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2924          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2925          * before USED bit, we need memory barrier here.
2926          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2927          */
2928         smp_wmb();
2929         SetPageCgroupUsed(pc);
2930
2931         if (lrucare) {
2932                 if (was_on_lru) {
2933                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2934                         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2935                         SetPageLRU(page);
2936                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2937                 }
2938                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2939         }
2940
2941         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON)
2942                 anon = true;
2943         else
2944                 anon = false;
2945
2946         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, nr_pages);
2947         unlock_page_cgroup(pc);
2948
2949         /*
2950          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2951          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2952          * if they exceeds softlimit.
2953          */
2954         memcg_check_events(memcg, page);
2955 }
2956
2957 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
2958
2959 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2960 static inline bool memcg_can_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2961 {
2962         return !mem_cgroup_disabled() && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
2963                 (memcg->kmem_account_flags & KMEM_ACCOUNTED_MASK);
2964 }
2965
2966 /*
2967  * This is a bit cumbersome, but it is rarely used and avoids a backpointer
2968  * in the memcg_cache_params struct.
2969  */
2970 static struct kmem_cache *memcg_params_to_cache(struct memcg_cache_params *p)
2971 {
2972         struct kmem_cache *cachep;
2973
2974         VM_BUG_ON(p->is_root_cache);
2975         cachep = p->root_cache;
2976         return cachep->memcg_params->memcg_caches[memcg_cache_id(p->memcg)];
2977 }
2978
2979 #ifdef CONFIG_SLABINFO
2980 static int mem_cgroup_slabinfo_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
2981                                         struct seq_file *m)
2982 {
2983         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
2984         struct memcg_cache_params *params;
2985
2986         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
2987                 return -EIO;
2988
2989         print_slabinfo_header(m);
2990
2991         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
2992         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list)
2993                 cache_show(memcg_params_to_cache(params), m);
2994         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
2995
2996         return 0;
2997 }
2998 #endif
2999
3000 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp, u64 size)
3001 {
3002         struct res_counter *fail_res;
3003         struct mem_cgroup *_memcg;
3004         int ret = 0;
3005         bool may_oom;
3006
3007         ret = res_counter_charge(&memcg->kmem, size, &fail_res);
3008         if (ret)
3009                 return ret;
3010
3011         /*
3012          * Conditions under which we can wait for the oom_killer. Those are
3013          * the same conditions tested by the core page allocator
3014          */
3015         may_oom = (gfp & __GFP_FS) && !(gfp & __GFP_NORETRY);
3016
3017         _memcg = memcg;
3018         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp, size >> PAGE_SHIFT,
3019                                       &_memcg, may_oom);
3020
3021         if (ret == -EINTR)  {
3022                 /*
3023                  * __mem_cgroup_try_charge() chosed to bypass to root due to
3024                  * OOM kill or fatal signal.  Since our only options are to
3025                  * either fail the allocation or charge it to this cgroup, do
3026                  * it as a temporary condition. But we can't fail. From a
3027                  * kmem/slab perspective, the cache has already been selected,
3028                  * by mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
3029                  * our minds.
3030                  *
3031                  * This condition will only trigger if the task entered
3032                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed during
3033                  * __mem_cgroup_try_charge() above. Tasks that were already
3034                  * dying when the allocation triggers should have been already
3035                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
3036                  */
3037                 res_counter_charge_nofail(&memcg->res, size, &fail_res);
3038                 if (do_swap_account)
3039                         res_counter_charge_nofail(&memcg->memsw, size,
3040                                                   &fail_res);
3041                 ret = 0;
3042         } else if (ret)
3043                 res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size);
3044
3045         return ret;
3046 }
3047
3048 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, u64 size)
3049 {
3050         res_counter_uncharge(&memcg->res, size);
3051         if (do_swap_account)
3052                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, size);
3053
3054         /* Not down to 0 */
3055         if (res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size))
3056                 return;
3057
3058         /*
3059          * Releases a reference taken in kmem_cgroup_css_offline in case
3060          * this last uncharge is racing with the offlining code or it is
3061          * outliving the memcg existence.
3062          *
3063          * The memory barrier imposed by test&clear is paired with the
3064          * explicit one in memcg_kmem_mark_dead().
3065          */
3066         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
3067                 css_put(&memcg->css);
3068 }
3069
3070 void memcg_cache_list_add(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *cachep)
3071 {
3072         if (!memcg)
3073                 return;
3074
3075         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3076         list_add(&cachep->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
3077         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3078 }
3079
3080 /*
3081  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
3082  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
3083  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
3084  */
3085 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
3086 {
3087         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
3088 }
3089
3090 /*
3091  * This ends up being protected by the set_limit mutex, during normal
3092  * operation, because that is its main call site.
3093  *
3094  * But when we create a new cache, we can call this as well if its parent
3095  * is kmem-limited. That will have to hold set_limit_mutex as well.
3096  */
3097 int memcg_update_cache_sizes(struct mem_cgroup *memcg)
3098 {
3099         int num, ret;
3100
3101         num = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
3102                                 0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
3103         if (num < 0)
3104                 return num;
3105         /*
3106          * After this point, kmem_accounted (that we test atomically in
3107          * the beginning of this conditional), is no longer 0. This
3108          * guarantees only one process will set the following boolean
3109          * to true. We don't need test_and_set because we're protected
3110          * by the set_limit_mutex anyway.
3111          */
3112         memcg_kmem_set_activated(memcg);
3113
3114         ret = memcg_update_all_caches(num+1);
3115         if (ret) {
3116                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, num);
3117                 memcg_kmem_clear_activated(memcg);
3118                 return ret;
3119         }
3120
3121         memcg->kmemcg_id = num;
3122         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
3123         mutex_init(&memcg->slab_caches_mutex);
3124         return 0;
3125 }
3126
3127 static size_t memcg_caches_array_size(int num_groups)
3128 {
3129         ssize_t size;
3130         if (num_groups <= 0)
3131                 return 0;
3132
3133         size = 2 * num_groups;
3134         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
3135                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
3136         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
3137                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
3138
3139         return size;
3140 }
3141
3142 /*
3143  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
3144  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
3145  * calling this.
3146  */
3147 void memcg_update_array_size(int num)
3148 {
3149         if (num > memcg_limited_groups_array_size)
3150                 memcg_limited_groups_array_size = memcg_caches_array_size(num);
3151 }
3152
3153 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w);
3154
3155 int memcg_update_cache_size(struct kmem_cache *s, int num_groups)
3156 {
3157         struct memcg_cache_params *cur_params = s->memcg_params;
3158
3159         VM_BUG_ON(s->memcg_params && !s->memcg_params->is_root_cache);
3160
3161         if (num_groups > memcg_limited_groups_array_size) {
3162                 int i;
3163                 ssize_t size = memcg_caches_array_size(num_groups);
3164
3165                 size *= sizeof(void *);
3166                 size += sizeof(struct memcg_cache_params);
3167
3168                 s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3169                 if (!s->memcg_params) {
3170                         s->memcg_params = cur_params;
3171                         return -ENOMEM;
3172                 }
3173
3174                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3175
3176                 /*
3177                  * There is the chance it will be bigger than
3178                  * memcg_limited_groups_array_size, if we failed an allocation
3179                  * in a cache, in which case all caches updated before it, will
3180                  * have a bigger array.
3181                  *
3182                  * But if that is the case, the data after
3183                  * memcg_limited_groups_array_size is certainly unused
3184                  */
3185                 for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3186                         if (!cur_params->memcg_caches[i])
3187                                 continue;
3188                         s->memcg_params->memcg_caches[i] =
3189                                                 cur_params->memcg_caches[i];
3190                 }
3191
3192                 /*
3193                  * Ideally, we would wait until all caches succeed, and only
3194                  * then free the old one. But this is not worth the extra
3195                  * pointer per-cache we'd have to have for this.
3196                  *
3197                  * It is not a big deal if some caches are left with a size
3198                  * bigger than the others. And all updates will reset this
3199                  * anyway.
3200                  */
3201                 kfree(cur_params);
3202         }
3203         return 0;
3204 }
3205
3206 int memcg_register_cache(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s,
3207                          struct kmem_cache *root_cache)
3208 {
3209         size_t size = sizeof(struct memcg_cache_params);
3210
3211         if (!memcg_kmem_enabled())
3212                 return 0;
3213
3214         if (!memcg)
3215                 size += memcg_limited_groups_array_size * sizeof(void *);
3216
3217         s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3218         if (!s->memcg_params)
3219                 return -ENOMEM;
3220
3221         INIT_WORK(&s->memcg_params->destroy,
3222                         kmem_cache_destroy_work_func);
3223         if (memcg) {
3224                 s->memcg_params->memcg = memcg;
3225                 s->memcg_params->root_cache = root_cache;
3226         } else
3227                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3228
3229         return 0;
3230 }
3231
3232 void memcg_release_cache(struct kmem_cache *s)
3233 {
3234         struct kmem_cache *root;
3235         struct mem_cgroup *memcg;
3236         int id;
3237
3238         /*
3239          * This happens, for instance, when a root cache goes away before we
3240          * add any memcg.
3241          */
3242         if (!s->memcg_params)
3243                 return;
3244
3245         if (s->memcg_params->is_root_cache)
3246                 goto out;
3247
3248         memcg = s->memcg_params->memcg;
3249         id  = memcg_cache_id(memcg);
3250
3251         root = s->memcg_params->root_cache;
3252         root->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
3253
3254         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3255         list_del(&s->memcg_params->list);
3256         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3257
3258         css_put(&memcg->css);
3259 out:
3260         kfree(s->memcg_params);
3261 }
3262
3263 /*
3264  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
3265  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
3266  * enqueing new caches to be created.
3267  *
3268  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
3269  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
3270  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
3271  * objects during debug.
3272  *
3273  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
3274  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
3275  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
3276  * cache again, failing at the same point.
3277  *
3278  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
3279  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
3280  * inside the following two functions.
3281  */
3282 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
3283 {
3284         VM_BUG_ON(!current->mm);
3285         current->memcg_kmem_skip_account++;
3286 }
3287
3288 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
3289 {
3290         VM_BUG_ON(!current->mm);
3291         current->memcg_kmem_skip_account--;
3292 }
3293
3294 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w)
3295 {
3296         struct kmem_cache *cachep;
3297         struct memcg_cache_params *p;
3298
3299         p = container_of(w, struct memcg_cache_params, destroy);
3300
3301         cachep = memcg_params_to_cache(p);
3302
3303         /*
3304          * If we get down to 0 after shrink, we could delete right away.
3305          * However, memcg_release_pages() already puts us back in the workqueue
3306          * in that case. If we proceed deleting, we'll get a dangling
3307          * reference, and removing the object from the workqueue in that case
3308          * is unnecessary complication. We are not a fast path.
3309          *
3310          * Note that this case is fundamentally different from racing with
3311          * shrink_slab(): if memcg_cgroup_destroy_cache() is called in
3312          * kmem_cache_shrink, not only we would be reinserting a dead cache
3313          * into the queue, but doing so from inside the worker racing to
3314          * destroy it.
3315          *
3316          * So if we aren't down to zero, we'll just schedule a worker and try
3317          * again
3318          */
3319         if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) != 0) {
3320                 kmem_cache_shrink(cachep);
3321                 if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) == 0)
3322                         return;
3323         } else
3324                 kmem_cache_destroy(cachep);
3325 }
3326
3327 void mem_cgroup_destroy_cache(struct kmem_cache *cachep)
3328 {
3329         if (!cachep->memcg_params->dead)
3330                 return;
3331
3332         /*
3333          * There are many ways in which we can get here.
3334          *
3335          * We can get to a memory-pressure situation while the delayed work is
3336          * still pending to run. The vmscan shrinkers can then release all
3337          * cache memory and get us to destruction. If this is the case, we'll
3338          * be executed twice, which is a bug (the second time will execute over
3339          * bogus data). In this case, cancelling the work should be fine.
3340          *
3341          * But we can also get here from the worker itself, if
3342          * kmem_cache_shrink is enough to shake all the remaining objects and
3343          * get the page count to 0. In this case, we'll deadlock if we try to
3344          * cancel the work (the worker runs with an internal lock held, which
3345          * is the same lock we would hold for cancel_work_sync().)
3346          *
3347          * Since we can't possibly know who got us here, just refrain from
3348          * running if there is already work pending
3349          */
3350         if (work_pending(&cachep->memcg_params->destroy))
3351                 return;
3352         /*
3353          * We have to defer the actual destroying to a workqueue, because
3354          * we might currently be in a context that cannot sleep.
3355          */
3356         schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3357 }
3358
3359 /*
3360  * This lock protects updaters, not readers. We want readers to be as fast as
3361  * they can, and they will either see NULL or a valid cache value. Our model
3362  * allow them to see NULL, in which case the root memcg will be selected.
3363  *
3364  * We need this lock because multiple allocations to the same cache from a non
3365  * will span more than one worker. Only one of them can create the cache.
3366  */
3367 static DEFINE_MUTEX(memcg_cache_mutex);
3368
3369 /*
3370  * Called with memcg_cache_mutex held
3371  */
3372 static struct kmem_cache *kmem_cache_dup(struct mem_cgroup *memcg,
3373                                          struct kmem_cache *s)
3374 {
3375         struct kmem_cache *new;
3376         static char *tmp_name = NULL;
3377
3378         lockdep_assert_held(&memcg_cache_mutex);
3379
3380         /*
3381          * kmem_cache_create_memcg duplicates the given name and
3382          * cgroup_name for this name requires RCU context.
3383          * This static temporary buffer is used to prevent from
3384          * pointless shortliving allocation.
3385          */
3386         if (!tmp_name) {
3387                 tmp_name = kmalloc(PATH_MAX, GFP_KERNEL);
3388                 if (!tmp_name)
3389                         return NULL;
3390         }
3391
3392         rcu_read_lock();
3393         snprintf(tmp_name, PATH_MAX, "%s(%d:%s)", s->name,
3394                          memcg_cache_id(memcg), cgroup_name(memcg->css.cgroup));
3395         rcu_read_unlock();
3396
3397         new = kmem_cache_create_memcg(memcg, tmp_name, s->object_size, s->align,
3398                                       (s->flags & ~SLAB_PANIC), s->ctor, s);
3399
3400         if (new)
3401                 new->allocflags |= __GFP_KMEMCG;
3402
3403         return new;
3404 }
3405
3406 static struct kmem_cache *memcg_create_kmem_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3407                                                   struct kmem_cache *cachep)
3408 {
3409         struct kmem_cache *new_cachep;
3410         int idx;
3411
3412         BUG_ON(!memcg_can_account_kmem(memcg));
3413
3414         idx = memcg_cache_id(memcg);
3415
3416         mutex_lock(&memcg_cache_mutex);
3417         new_cachep = cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3418         if (new_cachep) {
3419                 css_put(&memcg->css);
3420                 goto out;
3421         }
3422
3423         new_cachep = kmem_cache_dup(memcg, cachep);
3424         if (new_cachep == NULL) {
3425                 new_cachep = cachep;
3426                 css_put(&memcg->css);
3427                 goto out;
3428         }
3429
3430         atomic_set(&new_cachep->memcg_params->nr_pages , 0);
3431
3432         cachep->memcg_params->memcg_caches[idx] = new_cachep;
3433         /*
3434          * the readers won't lock, make sure everybody sees the updated value,
3435          * so they won't put stuff in the queue again for no reason
3436          */
3437         wmb();
3438 out:
3439         mutex_unlock(&memcg_cache_mutex);
3440         return new_cachep;
3441 }
3442
3443 void kmem_cache_destroy_memcg_children(struct kmem_cache *s)
3444 {
3445         struct kmem_cache *c;
3446         int i;
3447
3448         if (!s->memcg_params)
3449                 return;
3450         if (!s->memcg_params->is_root_cache)
3451                 return;
3452
3453         /*
3454          * If the cache is being destroyed, we trust that there is no one else
3455          * requesting objects from it. Even if there are, the sanity checks in
3456          * kmem_cache_destroy should caught this ill-case.
3457          *
3458          * Still, we don't want anyone else freeing memcg_caches under our
3459          * noses, which can happen if a new memcg comes to life. As usual,
3460          * we'll take the set_limit_mutex to protect ourselves against this.
3461          */
3462         mutex_lock(&set_limit_mutex);
3463         for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3464                 c = s->memcg_params->memcg_caches[i];
3465                 if (!c)
3466                         continue;
3467
3468                 /*
3469                  * We will now manually delete the caches, so to avoid races
3470                  * we need to cancel all pending destruction workers and
3471                  * proceed with destruction ourselves.
3472                  *
3473                  * kmem_cache_destroy() will call kmem_cache_shrink internally,
3474                  * and that could spawn the workers again: it is likely that
3475                  * the cache still have active pages until this very moment.
3476                  * This would lead us back to mem_cgroup_destroy_cache.
3477                  *
3478                  * But that will not execute at all if the "dead" flag is not
3479                  * set, so flip it down to guarantee we are in control.
3480                  */
3481                 c->memcg_params->dead = false;
3482                 cancel_work_sync(&c->memcg_params->destroy);
3483                 kmem_cache_destroy(c);
3484         }
3485         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3486 }
3487
3488 struct create_work {
3489         struct mem_cgroup *memcg;
3490         struct kmem_cache *cachep;
3491         struct work_struct work;
3492 };
3493
3494 static void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3495 {
3496         struct kmem_cache *cachep;
3497         struct memcg_cache_params *params;
3498
3499         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3500                 return;
3501
3502         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3503         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list) {
3504                 cachep = memcg_params_to_cache(params);
3505                 cachep->memcg_params->dead = true;
3506                 schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3507         }
3508         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3509 }
3510
3511 static void memcg_create_cache_work_func(struct work_struct *w)
3512 {
3513         struct create_work *cw;
3514
3515         cw = container_of(w, struct create_work, work);
3516         memcg_create_kmem_cache(cw->memcg, cw->cachep);
3517         kfree(cw);
3518 }
3519
3520 /*
3521  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
3522  */
3523 static void __memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3524                                          struct kmem_cache *cachep)
3525 {
3526         struct create_work *cw;
3527
3528         cw = kmalloc(sizeof(struct create_work), GFP_NOWAIT);
3529         if (cw == NULL) {
3530                 css_put(&memcg->css);
3531                 return;
3532         }
3533
3534         cw->memcg = memcg;
3535         cw->cachep = cachep;
3536
3537         INIT_WORK(&cw->work, memcg_create_cache_work_func);
3538         schedule_work(&cw->work);
3539 }
3540
3541 static void memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3542                                        struct kmem_cache *cachep)
3543 {
3544         /*
3545          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
3546          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
3547          * in __memcg_create_cache_enqueue will recurse.
3548          *
3549          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
3550          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
3551          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
3552          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
3553          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
3554          */
3555         memcg_stop_kmem_account();
3556         __memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3557         memcg_resume_kmem_account();
3558 }
3559 /*
3560  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
3561  * We try to use the current memcg's version of the cache.
3562  *
3563  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
3564  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
3565  * in a workqueue.
3566  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
3567  * the original cache.
3568  *
3569  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
3570  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
3571  */
3572 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
3573                                           gfp_t gfp)
3574 {
3575         struct mem_cgroup *memcg;
3576         int idx;
3577
3578         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
3579         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
3580
3581         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3582                 return cachep;
3583
3584         rcu_read_lock();
3585         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
3586
3587         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
3588                 goto out;
3589
3590         idx = memcg_cache_id(memcg);
3591
3592         /*
3593          * barrier to mare sure we're always seeing the up to date value.  The
3594          * code updating memcg_caches will issue a write barrier to match this.
3595          */
3596         read_barrier_depends();
3597         if (likely(cachep->memcg_params->memcg_caches[idx])) {
3598                 cachep = cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3599                 goto out;
3600         }
3601
3602         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
3603         if (!css_tryget(&memcg->css))
3604                 goto out;
3605         rcu_read_unlock();
3606
3607         /*
3608          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
3609          * context), we could be be predictable and return right away.
3610          * This would guarantee that the allocation being performed
3611          * already belongs in the new cache.
3612          *
3613          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
3614          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
3615          * kmem_cache_dup, this means no further allocation could happen
3616          * with the slab_mutex held.
3617          *
3618          * Also, because cache creation issue get_online_cpus(), this
3619          * creates a lock chain: memcg_slab_mutex -> cpu_hotplug_mutex,
3620          * that ends up reversed during cpu hotplug. (cpuset allocates
3621          * a bunch of GFP_KERNEL memory during cpuup). Due to all that,
3622          * better to defer everything.
3623          */
3624         memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3625         return cachep;
3626 out:
3627         rcu_read_unlock();
3628         return cachep;
3629 }
3630 EXPORT_SYMBOL(__memcg_kmem_get_cache);
3631
3632 /*
3633  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
3634  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
3635  * need a further commit step to do the final arrangements.
3636  *
3637  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
3638  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
3639  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
3640  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
3641  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
3642  * the compiled-out case as well.
3643  *
3644  * Returning true means the allocation is possible.
3645  */
3646 bool
3647 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
3648 {
3649         struct mem_cgroup *memcg;
3650         int ret;
3651
3652         *_memcg = NULL;
3653
3654         /*
3655          * Disabling accounting is only relevant for some specific memcg
3656          * internal allocations. Therefore we would initially not have such
3657          * check here, since direct calls to the page allocator that are marked
3658          * with GFP_KMEMCG only happen outside memcg core. We are mostly
3659          * concerned with cache allocations, and by having this test at
3660          * memcg_kmem_get_cache, we are already able to relay the allocation to
3661          * the root cache and bypass the memcg cache altogether.
3662          *
3663          * There is one exception, though: the SLUB allocator does not create
3664          * large order caches, but rather service large kmallocs directly from
3665          * the page allocator. Therefore, the following sequence when backed by
3666          * the SLUB allocator:
3667          *
3668          *      memcg_stop_kmem_account();
3669          *      kmalloc(<large_number>)
3670          *      memcg_resume_kmem_account();
3671          *
3672          * would effectively ignore the fact that we should skip accounting,
3673          * since it will drive us directly to this function without passing
3674          * through the cache selector memcg_kmem_get_cache. Such large
3675          * allocations are extremely rare but can happen, for instance, for the
3676          * cache arrays. We bring this test here.
3677          */
3678         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3679                 return true;
3680
3681         memcg = try_get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
3682
3683         /*
3684          * very rare case described in mem_cgroup_from_task. Unfortunately there
3685          * isn't much we can do without complicating this too much, and it would
3686          * be gfp-dependent anyway. Just let it go
3687          */
3688         if (unlikely(!memcg))
3689                 return true;
3690
3691         if (!memcg_can_account_kmem(memcg)) {
3692                 css_put(&memcg->css);
3693                 return true;
3694         }
3695
3696         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, PAGE_SIZE << order);
3697         if (!ret)
3698                 *_memcg = memcg;
3699
3700         css_put(&memcg->css);
3701         return (ret == 0);
3702 }
3703
3704 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3705                               int order)
3706 {
3707         struct page_cgroup *pc;
3708
3709         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3710
3711         /* The page allocation failed. Revert */
3712         if (!page) {
3713                 memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3714                 return;
3715         }
3716
3717         pc = lookup_page_cgroup(page);
3718         lock_page_cgroup(pc);
3719         pc->mem_cgroup = memcg;
3720         SetPageCgroupUsed(pc);
3721         unlock_page_cgroup(pc);
3722 }
3723
3724 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
3725 {
3726         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3727         struct page_cgroup *pc;
3728
3729
3730         pc = lookup_page_cgroup(page);
3731         /*
3732          * Fast unlocked return. Theoretically might have changed, have to
3733          * check again after locking.
3734          */
3735         if (!PageCgroupUsed(pc))
3736                 return;
3737
3738         lock_page_cgroup(pc);
3739         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3740                 memcg = pc->mem_cgroup;
3741                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3742         }
3743         unlock_page_cgroup(pc);
3744
3745         /*
3746          * We trust that only if there is a memcg associated with the page, it
3747          * is a valid allocation
3748          */
3749         if (!memcg)
3750                 return;
3751
3752         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3753         memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3754 }
3755 #else
3756 static inline void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3757 {
3758 }
3759 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3760
3761 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3762
3763 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
3764 /*
3765  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3766  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
3767  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
3768  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
3769  */
3770 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3771 {
3772         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
3773         struct page_cgroup *pc;
3774         struct mem_cgroup *memcg;
3775         int i;
3776
3777         if (mem_cgroup_disabled())
3778                 return;
3779
3780         memcg = head_pc->mem_cgroup;
3781         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3782                 pc = head_pc + i;
3783                 pc->mem_cgroup = memcg;
3784                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
3785                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
3786         }
3787         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
3788                        HPAGE_PMD_NR);
3789 }
3790 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3791
3792 /**
3793  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3794  * @page: the page
3795  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3796  * @pc: page_cgroup of the page.
3797  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3798  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3799  *
3800  * The caller must confirm following.
3801  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3802  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3803  *
3804  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3805  * from old cgroup.
3806  */
3807 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3808                                    unsigned int nr_pages,
3809                                    struct page_cgroup *pc,
3810                                    struct mem_cgroup *from,
3811                                    struct mem_cgroup *to)
3812 {
3813         unsigned long flags;
3814         int ret;
3815         bool anon = PageAnon(page);
3816
3817         VM_BUG_ON(from == to);
3818         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
3819         /*
3820          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3821          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3822          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3823          * hold it.
3824          */
3825         ret = -EBUSY;
3826         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3827                 goto out;
3828
3829         lock_page_cgroup(pc);
3830
3831         ret = -EINVAL;
3832         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
3833                 goto unlock;
3834
3835         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
3836
3837         if (!anon && page_mapped(page)) {
3838                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup */
3839                 preempt_disable();
3840                 __this_cpu_dec(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
3841                 __this_cpu_inc(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
3842                 preempt_enable();
3843         }
3844         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, anon, -nr_pages);
3845
3846         /* caller should have done css_get */
3847         pc->mem_cgroup = to;
3848         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, anon, nr_pages);
3849         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
3850         ret = 0;
3851 unlock:
3852         unlock_page_cgroup(pc);
3853         /*
3854          * check events
3855          */
3856         memcg_check_events(to, page);
3857         memcg_check_events(from, page);
3858 out:
3859         return ret;
3860 }
3861
3862 /**
3863  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
3864  * @page: the page to move
3865  * @pc: page_cgroup of the page
3866  * @child: page's cgroup
3867  *
3868  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
3869  * parent (aka use_hierarchy==0).
3870  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
3871  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
3872  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
3873  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
3874  * on the next attempt and the call should be retried later.
3875  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
3876  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
3877  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
3878  * LRU or vanish.
3879  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
3880  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
3881  * disappear in the next attempt.
3882  */
3883 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
3884                                   struct page_cgroup *pc,
3885                                   struct mem_cgroup *child)
3886 {
3887         struct mem_cgroup *parent;
3888         unsigned int nr_pages;
3889         unsigned long uninitialized_var(flags);
3890         int ret;
3891
3892         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
3893
3894         ret = -EBUSY;
3895         if (!get_page_unless_zero(page))
3896                 goto out;
3897         if (isolate_lru_page(page))
3898                 goto put;
3899
3900         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
3901
3902         parent = parent_mem_cgroup(child);
3903         /*
3904          * If no parent, move charges to root cgroup.
3905          */
3906         if (!parent)
3907                 parent = root_mem_cgroup;
3908
3909         if (nr_pages > 1) {
3910                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3911                 flags = compound_lock_irqsave(page);
3912         }
3913
3914         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
3915                                 pc, child, parent);
3916         if (!ret)
3917                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
3918
3919         if (nr_pages > 1)
3920                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
3921         putback_lru_page(page);
3922 put:
3923         put_page(page);
3924 out:
3925         return ret;
3926 }
3927
3928 /*
3929  * Charge the memory controller for page usage.
3930  * Return
3931  * 0 if the charge was successful
3932  * < 0 if the cgroup is over its limit
3933  */
3934 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3935                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
3936 {
3937         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3938         unsigned int nr_pages = 1;
3939         bool oom = true;
3940         int ret;
3941
3942         if (PageTransHuge(page)) {
3943                 nr_pages <<= compound_order(page);
3944                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3945                 /*
3946                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
3947                  * fault handler will fall back to regular pages.
3948                  */
3949                 oom = false;
3950         }
3951
3952         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
3953         if (ret == -ENOMEM)
3954                 return ret;
3955         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, ctype, false);
3956         return 0;
3957 }
3958
3959 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
3960                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
3961 {
3962         if (mem_cgroup_disabled())
3963                 return 0;
3964         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3965         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3966         VM_BUG_ON(!mm);
3967         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
3968                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3969 }
3970
3971 /*
3972  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
3973  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
3974  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
3975  * "commit()" or removed by "cancel()"
3976  */
3977 static int __mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
3978                                           struct page *page,
3979                                           gfp_t mask,
3980                                           struct mem_cgroup **memcgp)
3981 {
3982         struct mem_cgroup *memcg;
3983         struct page_cgroup *pc;
3984         int ret;
3985
3986         pc = lookup_page_cgroup(page);
3987         /*
3988          * Every swap fault against a single page tries to charge the
3989          * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
3990          * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
3991          * the page lock, which serializes swap cache removal, which
3992          * in turn serializes uncharging.
3993          */
3994         if (PageCgroupUsed(pc))
3995                 return 0;
3996         if (!do_swap_account)
3997                 goto charge_cur_mm;
3998         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
3999         if (!memcg)
4000                 goto charge_cur_mm;
4001         *memcgp = memcg;
4002         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
4003         css_put(&memcg->css);
4004         if (ret == -EINTR)
4005                 ret = 0;
4006         return ret;
4007 charge_cur_mm:
4008         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
4009         if (ret == -EINTR)
4010                 ret = 0;
4011         return ret;
4012 }
4013
4014 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm, struct page *page,
4015                                  gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
4016 {
4017         *memcgp = NULL;
4018         if (mem_cgroup_disabled())
4019                 return 0;
4020         /*
4021          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already
4022          * updated the pte, and even removed page from swap cache: in
4023          * those cases unuse_pte()'s pte_same() test will fail; but
4024          * there's also a KSM case which does need to charge the page.
4025          */
4026         if (!PageSwapCache(page)) {
4027                 int ret;
4028
4029                 ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, 1, memcgp, true);
4030                 if (ret == -EINTR)
4031                         ret = 0;
4032                 return ret;
4033         }
4034         return __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, memcgp);
4035 }
4036
4037 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
4038 {
4039         if (mem_cgroup_disabled())
4040                 return;
4041         if (!memcg)
4042                 return;
4043         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
4044 }
4045
4046 static void
4047 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
4048                                         enum charge_type ctype)
4049 {
4050         if (mem_cgroup_disabled())
4051                 return;
4052         if (!memcg)
4053                 return;
4054
4055         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
4056         /*
4057          * Now swap is on-memory. This means this page may be
4058          * counted both as mem and swap....double count.
4059          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
4060          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
4061          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
4062          */
4063         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
4064                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
4065                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
4066         }
4067 }
4068
4069 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
4070                                      struct mem_cgroup *memcg)
4071 {
4072         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
4073                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
4074 }
4075
4076 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
4077                                 gfp_t gfp_mask)
4078 {
4079         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4080         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4081         int ret;
4082
4083         if (mem_cgroup_disabled())
4084                 return 0;
4085         if (PageCompound(page))
4086                 return 0;
4087
4088         if (!PageSwapCache(page))
4089                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
4090         else { /* page is swapcache/shmem */
4091                 ret = __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page,
4092                                                      gfp_mask, &memcg);
4093                 if (!ret)
4094                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
4095         }
4096         return ret;
4097 }
4098
4099 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
4100                                    unsigned int nr_pages,
4101                                    const enum charge_type ctype)
4102 {
4103         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
4104         bool uncharge_memsw = true;
4105
4106         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
4107         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
4108                 uncharge_memsw = false;
4109
4110         batch = &current->memcg_batch;
4111         /*
4112          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
4113          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
4114          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
4115          */
4116         if (!batch->memcg)
4117                 batch->memcg = memcg;
4118         /*
4119          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
4120          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
4121          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
4122          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
4123          * because we want to do uncharge as soon as possible.
4124          */
4125
4126         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
4127                 goto direct_uncharge;
4128
4129         if (nr_pages > 1)
4130                 goto direct_uncharge;
4131
4132         /*
4133          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
4134          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
4135          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
4136          */
4137         if (batch->memcg != memcg)
4138                 goto direct_uncharge;
4139         /* remember freed charge and uncharge it later */
4140         batch->nr_pages++;
4141         if (uncharge_memsw)
4142                 batch->memsw_nr_pages++;
4143         return;
4144 direct_uncharge:
4145         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
4146         if (uncharge_memsw)
4147                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
4148         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
4149                 memcg_oom_recover(memcg);
4150 }
4151
4152 /*
4153  * uncharge if !page_mapped(page)
4154  */
4155 static struct mem_cgroup *
4156 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype,
4157                              bool end_migration)
4158 {
4159         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4160         unsigned int nr_pages = 1;
4161         struct page_cgroup *pc;
4162         bool anon;
4163
4164         if (mem_cgroup_disabled())
4165                 return NULL;
4166
4167         if (PageTransHuge(page)) {
4168                 nr_pages <<= compound_order(page);
4169                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
4170         }
4171         /*
4172          * Check if our page_cgroup is valid
4173          */
4174         pc = lookup_page_cgroup(page);
4175         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
4176                 return NULL;
4177
4178         lock_page_cgroup(pc);
4179
4180         memcg = pc->mem_cgroup;
4181
4182         if (!PageCgroupUsed(pc))
4183                 goto unlock_out;
4184
4185         anon = PageAnon(page);
4186
4187         switch (ctype) {
4188         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON:
4189                 /*
4190                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
4191                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
4192                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
4193                  */
4194                 anon = true;
4195                 /* fallthrough */
4196         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
4197                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
4198                 if (page_mapped(page))
4199                         goto unlock_out;
4200                 /*
4201                  * Pages under migration may not be uncharged.  But
4202                  * end_migration() /must/ be the one uncharging the
4203                  * unused post-migration page and so it has to call
4204                  * here with the migration bit still set.  See the
4205                  * res_counter handling below.
4206                  */
4207                 if (!end_migration && PageCgroupMigration(pc))
4208                         goto unlock_out;
4209                 break;
4210         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
4211                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
4212                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
4213                                 goto unlock_out;
4214                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
4215                                 goto unlock_out;
4216                 break;
4217         default:
4218                 break;
4219         }
4220
4221         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, -nr_pages);
4222
4223         ClearPageCgroupUsed(pc);
4224         /*
4225          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
4226          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
4227          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
4228          * special functions.
4229          */
4230
4231         unlock_page_cgroup(pc);
4232         /*
4233          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
4234          * will never be freed, so it's safe to call css_get().
4235          */
4236         memcg_check_events(memcg, page);
4237         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
4238                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
4239                 css_get(&memcg->css);
4240         }
4241         /*
4242          * Migration does not charge the res_counter for the
4243          * replacement page, so leave it alone when phasing out the
4244          * page that is unused after the migration.
4245          */
4246         if (!end_migration && !mem_cgroup_is_root(memcg))
4247                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
4248
4249         return memcg;
4250
4251 unlock_out:
4252         unlock_page_cgroup(pc);
4253         return NULL;
4254 }
4255
4256 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
4257 {
4258         /* early check. */
4259         if (page_mapped(page))
4260                 return;
4261         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
4262         /*
4263          * If the page is in swap cache, uncharge should be deferred
4264          * to the swap path, which also properly accounts swap usage
4265          * and handles memcg lifetime.
4266          *
4267          * Note that this check is not stable and reclaim may add the
4268          * page to swap cache at any time after this.  However, if the
4269          * page is not in swap cache by the time page->mapcount hits
4270          * 0, there won't be any page table references to the swap
4271          * slot, and reclaim will free it and not actually write the
4272          * page to disk.
4273          */
4274         if (PageSwapCache(page))
4275                 return;
4276         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
4277 }
4278
4279 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
4280 {
4281         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
4282         VM_BUG_ON(page->mapping);
4283         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE, false);
4284 }
4285
4286 /*
4287  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
4288  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
4289  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
4290  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
4291  * This may be called prural(2) times in a context,
4292  */
4293
4294 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
4295 {
4296         current->memcg_batch.do_batch++;
4297         /* We can do nest. */
4298         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
4299                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
4300                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
4301                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
4302         }
4303 }
4304
4305 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
4306 {
4307         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
4308
4309         if (!batch->do_batch)
4310                 return;
4311
4312         batch->do_batch--;
4313         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
4314                 return;
4315
4316         if (!batch->memcg)
4317                 return;
4318         /*
4319          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
4320          * bacause we hide charges behind us.
4321          */
4322         if (batch->nr_pages)
4323                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
4324                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
4325         if (batch->memsw_nr_pages)
4326                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
4327                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
4328         memcg_oom_recover(batch->memcg);
4329         /* forget this pointer (for sanity check) */
4330         batch->memcg = NULL;
4331 }
4332
4333 #ifdef CONFIG_SWAP
4334 /*
4335  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
4336  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
4337  */
4338 void
4339 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
4340 {
4341         struct mem_cgroup *memcg;
4342         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
4343
4344         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
4345                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
4346
4347         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype, false);
4348
4349         /*
4350          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
4351          * css_get() was called in uncharge().
4352          */
4353         if (do_swap_account && swapout && memcg)
4354                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
4355 }
4356 #endif
4357
4358 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4359 /*
4360  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
4361  * uncharge "memsw" account.
4362  */
4363 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
4364 {
4365         struct mem_cgroup *memcg;
4366         unsigned short id;
4367
4368         if (!do_swap_account)
4369                 return;
4370
4371         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
4372         rcu_read_lock();
4373         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
4374         if (memcg) {
4375                 /*
4376                  * We uncharge this because swap is freed.
4377                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
4378                  */
4379                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4380                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
4381                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
4382                 css_put(&memcg->css);
4383         }
4384         rcu_read_unlock();
4385 }
4386
4387 /**
4388  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
4389  * @entry: swap entry to be moved
4390  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
4391  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
4392  *
4393  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
4394  * as the mem_cgroup's id of @from.
4395  *
4396  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
4397  *
4398  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
4399  * both res and memsw, and called css_get().
4400  */
4401 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4402                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4403 {
4404         unsigned short old_id, new_id;
4405
4406         old_id = css_id(&from->css);
4407         new_id = css_id(&to->css);
4408
4409         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
4410                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
4411                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
4412                 /*
4413                  * This function is only called from task migration context now.
4414                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
4415                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
4416                  * improvement. But we cannot postpone css_get(to)  because if
4417                  * the process that has been moved to @to does swap-in, the
4418                  * refcount of @to might be decreased to 0.
4419                  *
4420                  * We are in attach() phase, so the cgroup is guaranteed to be
4421                  * alive, so we can just call css_get().
4422                  */
4423                 css_get(&to->css);
4424                 return 0;
4425         }
4426         return -EINVAL;
4427 }
4428 #else
4429 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4430                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4431 {
4432         return -EINVAL;
4433 }
4434 #endif
4435
4436 /*
4437  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
4438  * page belongs to.
4439  */
4440 void mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page, struct page *newpage,
4441                                   struct mem_cgroup **memcgp)
4442 {
4443         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4444         unsigned int nr_pages = 1;
4445         struct page_cgroup *pc;
4446         enum charge_type ctype;
4447
4448         *memcgp = NULL;
4449
4450         if (mem_cgroup_disabled())
4451                 return;
4452
4453         if (PageTransHuge(page))
4454                 nr_pages <<= compound_order(page);
4455
4456         pc = lookup_page_cgroup(page);
4457         lock_page_cgroup(pc);
4458         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4459                 memcg = pc->mem_cgroup;
4460                 css_get(&memcg->css);
4461                 /*
4462                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
4463                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
4464                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
4465                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
4466                  * until end_migration() is called
4467                  *
4468                  * Corner Case Thinking
4469                  * A)
4470                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
4471                  * while migration was ongoing.
4472                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
4473                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
4474                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
4475                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
4476                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
4477                  *
4478                  * B)
4479                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
4480                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
4481                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
4482                  * without charging it again.
4483                  *
4484                  * C)
4485                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
4486                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
4487                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
4488                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
4489                  */
4490                 if (PageAnon(page))
4491                         SetPageCgroupMigration(pc);
4492         }
4493         unlock_page_cgroup(pc);
4494         /*
4495          * If the page is not charged at this point,
4496          * we return here.
4497          */
4498         if (!memcg)
4499                 return;
4500
4501         *memcgp = memcg;
4502         /*
4503          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
4504          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
4505          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
4506          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
4507          */
4508         if (PageAnon(page))
4509                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON;
4510         else
4511                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4512         /*
4513          * The page is committed to the memcg, but it's not actually
4514          * charged to the res_counter since we plan on replacing the
4515          * old one and only one page is going to be left afterwards.
4516          */
4517         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, nr_pages, ctype, false);
4518 }
4519
4520 /* remove redundant charge if migration failed*/
4521 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
4522         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
4523 {
4524         struct page *used, *unused;
4525         struct page_cgroup *pc;
4526         bool anon;
4527
4528         if (!memcg)
4529                 return;
4530
4531         if (!migration_ok) {
4532                 used = oldpage;
4533                 unused = newpage;
4534         } else {
4535                 used = newpage;
4536                 unused = oldpage;
4537         }
4538         anon = PageAnon(used);
4539         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
4540                                      anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON
4541                                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE,
4542                                      true);
4543         css_put(&memcg->css);
4544         /*
4545          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
4546          * of the page goes down to zero, temporarly.
4547          * Clear the flag and check the page should be charged.
4548          */
4549         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4550         lock_page_cgroup(pc);
4551         ClearPageCgroupMigration(pc);
4552         unlock_page_cgroup(pc);
4553
4554         /*
4555          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
4556          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
4557          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
4558          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
4559          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
4560          * check. (see prepare_charge() also)
4561          */
4562         if (anon)
4563                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
4564 }
4565
4566 /*
4567  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
4568  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
4569  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
4570  */
4571 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
4572                                   struct page *newpage)
4573 {
4574         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4575         struct page_cgroup *pc;
4576         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4577
4578         if (mem_cgroup_disabled())
4579                 return;
4580
4581         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4582         /* fix accounting on old pages */
4583         lock_page_cgroup(pc);
4584         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4585                 memcg = pc->mem_cgroup;
4586                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, oldpage, false, -1);
4587                 ClearPageCgroupUsed(pc);
4588         }
4589         unlock_page_cgroup(pc);
4590
4591         /*
4592          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
4593          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
4594          */
4595         if (!memcg)
4596                 return;
4597         /*
4598          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
4599          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
4600          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
4601          */
4602         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
4603 }
4604
4605 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4606 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
4607 {
4608         struct page_cgroup *pc;
4609
4610         pc = lookup_page_cgroup(page);
4611         /*
4612          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
4613          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
4614          * or when mem_cgroup_disabled().
4615          */
4616         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
4617                 return pc;
4618         return NULL;
4619 }
4620
4621 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
4622 {
4623         if (mem_cgroup_disabled())
4624                 return false;
4625
4626         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
4627 }
4628
4629 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
4630 {
4631         struct page_cgroup *pc;
4632
4633         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
4634         if (pc) {
4635                 pr_alert("pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
4636                          pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
4637         }
4638 }
4639 #endif
4640
4641 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4642                                 unsigned long long val)
4643 {
4644         int retry_count;
4645         u64 memswlimit, memlimit;
4646         int ret = 0;
4647         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4648         u64 curusage, oldusage;
4649         int enlarge;
4650
4651         /*
4652          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
4653          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
4654          * of # of children which we should visit in this loop.
4655          */
4656         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
4657
4658         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4659
4660         enlarge = 0;
4661         while (retry_count) {
4662                 if (signal_pending(current)) {
4663                         ret = -EINTR;
4664                         break;
4665                 }
4666                 /*
4667                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4668                  * open coded manner. You see what this really does.
4669                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4670                  */
4671                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4672                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4673                 if (memswlimit < val) {
4674                         ret = -EINVAL;
4675                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4676                         break;
4677                 }
4678
4679                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4680                 if (memlimit < val)
4681                         enlarge = 1;
4682
4683                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
4684                 if (!ret) {
4685                         if (memswlimit == val)
4686                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4687                         else
4688                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4689                 }
4690                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4691
4692                 if (!ret)
4693                         break;
4694
4695                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4696                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4697                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4698                 /* Usage is reduced ? */
4699                 if (curusage >= oldusage)
4700                         retry_count--;
4701                 else
4702                         oldusage = curusage;
4703         }
4704         if (!ret && enlarge)
4705                 memcg_oom_recover(memcg);
4706
4707         return ret;
4708 }
4709
4710 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4711                                         unsigned long long val)
4712 {
4713         int retry_count;
4714         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
4715         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4716         int ret = -EBUSY;
4717         int enlarge = 0;
4718
4719         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
4720         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4721         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4722         while (retry_count) {
4723                 if (signal_pending(current)) {
4724                         ret = -EINTR;
4725                         break;
4726                 }
4727                 /*
4728                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4729                  * open coded manner. You see what this really does.
4730                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4731                  */
4732                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4733                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4734                 if (memlimit > val) {
4735                         ret = -EINVAL;
4736                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4737                         break;
4738                 }
4739                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4740                 if (memswlimit < val)
4741                         enlarge = 1;
4742                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
4743                 if (!ret) {
4744                         if (memlimit == val)
4745                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4746                         else
4747                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4748                 }
4749                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4750
4751                 if (!ret)
4752                         break;
4753
4754                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4755                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
4756                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4757                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4758                 /* Usage is reduced ? */
4759                 if (curusage >= oldusage)
4760                         retry_count--;
4761                 else
4762                         oldusage = curusage;
4763         }
4764         if (!ret && enlarge)
4765                 memcg_oom_recover(memcg);
4766         return ret;
4767 }
4768
4769 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
4770                                             gfp_t gfp_mask,
4771                                             unsigned long *total_scanned)
4772 {
4773         unsigned long nr_reclaimed = 0;
4774         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
4775         unsigned long reclaimed;
4776         int loop = 0;
4777         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
4778         unsigned long long excess;
4779         unsigned long nr_scanned;
4780
4781         if (order > 0)
4782                 return 0;
4783
4784         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
4785         /*
4786          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
4787          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
4788          * pressure
4789          */
4790         do {
4791                 if (next_mz)
4792                         mz = next_mz;
4793                 else
4794                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4795                 if (!mz)
4796                         break;
4797
4798                 nr_scanned = 0;
4799                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
4800                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
4801                 nr_reclaimed += reclaimed;
4802                 *total_scanned += nr_scanned;
4803                 spin_lock(&mctz->lock);
4804
4805                 /*
4806                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
4807                  * it is time to move on to the next cgroup
4808                  */
4809                 next_mz = NULL;
4810                 if (!reclaimed) {
4811                         do {
4812                                 /*
4813                                  * Loop until we find yet another one.
4814                                  *
4815                                  * By the time we get the soft_limit lock
4816                                  * again, someone might have aded the
4817                                  * group back on the RB tree. Iterate to
4818                                  * make sure we get a different mem.
4819                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
4820                                  * NULL if no other cgroup is present on
4821                                  * the tree
4822                                  */
4823                                 next_mz =
4824                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4825                                 if (next_mz == mz)
4826                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
4827                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
4828                                         break;
4829                         } while (1);
4830                 }
4831                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
4832                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
4833                 /*
4834                  * One school of thought says that we should not add
4835                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
4836                  * But our reclaim could return 0, simply because due
4837                  * to priority we are exposing a smaller subset of
4838                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
4839                  * term TODO.
4840                  */
4841                 /* If excess == 0, no tree ops */
4842                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->memcg, mz, mctz, excess);
4843                 spin_unlock(&mctz->lock);
4844                 css_put(&mz->memcg->css);
4845                 loop++;
4846                 /*
4847                  * Could not reclaim anything and there are no more
4848                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
4849                  * reclaiming anything.
4850                  */
4851                 if (!nr_reclaimed &&
4852                         (next_mz == NULL ||
4853                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
4854                         break;
4855         } while (!nr_reclaimed);
4856         if (next_mz)
4857                 css_put(&next_mz->memcg->css);
4858         return nr_reclaimed;
4859 }
4860
4861 /**
4862  * mem_cgroup_force_empty_list - clears LRU of a group
4863  * @memcg: group to clear
4864  * @node: NUMA node
4865  * @zid: zone id
4866  * @lru: lru to to clear
4867  *
4868  * Traverse a specified page_cgroup list and try to drop them all.  This doesn't
4869  * reclaim the pages page themselves - pages are moved to the parent (or root)
4870  * group.
4871  */
4872 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
4873                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
4874 {
4875         struct lruvec *lruvec;
4876         unsigned long flags;
4877         struct list_head *list;
4878         struct page *busy;
4879         struct zone *zone;
4880
4881         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
4882         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
4883         list = &lruvec->lists[lru];
4884
4885         busy = NULL;
4886         do {
4887                 struct page_cgroup *pc;
4888                 struct page *page;
4889
4890                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
4891                 if (list_empty(list)) {
4892                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4893                         break;
4894                 }
4895                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
4896                 if (busy == page) {
4897                         list_move(&page->lru, list);
4898                         busy = NULL;
4899                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4900                         continue;
4901                 }
4902                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4903
4904                 pc = lookup_page_cgroup(page);
4905
4906                 if (mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg)) {
4907                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
4908                         busy = page;
4909                         cond_resched();
4910                 } else
4911                         busy = NULL;
4912         } while (!list_empty(list));
4913 }
4914
4915 /*
4916  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task by moving
4917  * all the charges and pages to the parent.
4918  * This enables deleting this mem_cgroup.
4919  *
4920  * Caller is responsible for holding css reference on the memcg.
4921  */
4922 static void mem_cgroup_reparent_charges(struct mem_cgroup *memcg)
4923 {
4924         int node, zid;
4925         u64 usage;
4926
4927         do {
4928                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
4929                 lru_add_drain_all();
4930                 drain_all_stock_sync(memcg);
4931                 mem_cgroup_start_move(memcg);
4932                 for_each_node_state(node, N_MEMORY) {
4933                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4934                                 enum lru_list lru;
4935                                 for_each_lru(lru) {
4936                                         mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
4937                                                         node, zid, lru);
4938                                 }
4939                         }
4940                 }
4941                 mem_cgroup_end_move(memcg);
4942                 memcg_oom_recover(memcg);
4943                 cond_resched();
4944
4945                 /*
4946                  * Kernel memory may not necessarily be trackable to a specific
4947                  * process. So they are not migrated, and therefore we can't
4948                  * expect their value to drop to 0 here.
4949                  * Having res filled up with kmem only is enough.
4950                  *
4951                  * This is a safety check because mem_cgroup_force_empty_list
4952                  * could have raced with mem_cgroup_replace_page_cache callers
4953                  * so the lru seemed empty but the page could have been added
4954                  * right after the check. RES_USAGE should be safe as we always
4955                  * charge before adding to the LRU.
4956                  */
4957                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) -
4958                         res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE);
4959         } while (usage > 0);
4960 }
4961
4962 /*
4963  * This mainly exists for tests during the setting of set of use_hierarchy.
4964  * Since this is the very setting we are changing, the current hierarchy value
4965  * is meaningless
4966  */
4967 static inline bool __memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4968 {
4969         struct cgroup *pos;
4970
4971         /* bounce at first found */
4972         cgroup_for_each_child(pos, memcg->css.cgroup)
4973                 return true;
4974         return false;
4975 }
4976
4977 /*
4978  * Must be called with memcg_create_mutex held, unless the cgroup is guaranteed
4979  * to be already dead (as in mem_cgroup_force_empty, for instance).  This is
4980  * from mem_cgroup_count_children(), in the sense that we don't really care how
4981  * many children we have; we only need to know if we have any.  It also counts
4982  * any memcg without hierarchy as infertile.
4983  */
4984 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4985 {
4986         return memcg->use_hierarchy && __memcg_has_children(memcg);
4987 }
4988
4989 /*
4990  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
4991  * the rest to the parent.
4992  *
4993  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
4994  */
4995 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
4996 {
4997         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4998         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
4999
5000         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
5001         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
5002                 return -EBUSY;
5003
5004         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
5005         lru_add_drain_all();
5006         /* try to free all pages in this cgroup */
5007         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
5008                 int progress;
5009
5010                 if (signal_pending(current))
5011                         return -EINTR;
5012
5013                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
5014                                                 false);
5015                 if (!progress) {
5016                         nr_retries--;
5017                         /* maybe some writeback is necessary */
5018                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
5019                 }
5020
5021         }
5022         lru_add_drain();
5023         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
5024
5025         return 0;
5026 }
5027
5028 static int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup *cont, unsigned int event)
5029 {
5030         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5031         int ret;
5032
5033         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
5034                 return -EINVAL;
5035         css_get(&memcg->css);
5036         ret = mem_cgroup_force_empty(memcg);
5037         css_put(&memcg->css);
5038
5039         return ret;
5040 }
5041
5042
5043 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
5044 {
5045         return mem_cgroup_from_cont(cont)->use_hierarchy;
5046 }
5047
5048 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5049                                         u64 val)
5050 {
5051         int retval = 0;
5052         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5053         struct cgroup *parent = cont->parent;
5054         struct mem_cgroup *parent_memcg = NULL;
5055
5056         if (parent)
5057                 parent_memcg = mem_cgroup_from_cont(parent);
5058
5059         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5060
5061         if (memcg->use_hierarchy == val)
5062                 goto out;
5063
5064         /*
5065          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
5066          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
5067          * occur, provided the current cgroup has no children.
5068          *
5069          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
5070          * set if there are no children.
5071          */
5072         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
5073                                 (val == 1 || val == 0)) {
5074                 if (!__memcg_has_children(memcg))
5075                         memcg->use_hierarchy = val;
5076                 else
5077                         retval = -EBUSY;
5078         } else
5079                 retval = -EINVAL;
5080
5081 out:
5082         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5083
5084         return retval;
5085 }
5086
5087
5088 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
5089                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
5090 {
5091         struct mem_cgroup *iter;
5092         long val = 0;
5093
5094         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
5095         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5096                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
5097
5098         if (val < 0) /* race ? */
5099                 val = 0;
5100         return val;
5101 }
5102
5103 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5104 {
5105         u64 val;
5106
5107         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5108                 if (!swap)
5109                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
5110                 else
5111                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
5112         }
5113
5114         /*
5115          * Transparent hugepages are still accounted for in MEM_CGROUP_STAT_RSS
5116          * as well as in MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE.
5117          */
5118         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
5119         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
5120
5121         if (swap)
5122                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
5123
5124         return val << PAGE_SHIFT;
5125 }
5126
5127 static ssize_t mem_cgroup_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5128                                struct file *file, char __user *buf,
5129                                size_t nbytes, loff_t *ppos)
5130 {
5131         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5132         char str[64];
5133         u64 val;
5134         int name, len;
5135         enum res_type type;
5136
5137         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5138         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5139
5140         switch (type) {
5141         case _MEM:
5142                 if (name == RES_USAGE)
5143                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
5144                 else
5145                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
5146                 break;
5147         case _MEMSWAP:
5148                 if (name == RES_USAGE)
5149                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
5150                 else
5151                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
5152                 break;
5153         case _KMEM:
5154                 val = res_counter_read_u64(&memcg->kmem, name);
5155                 break;
5156         default:
5157                 BUG();
5158         }
5159
5160         len = scnprintf(str, sizeof(str), "%llu\n", (unsigned long long)val);
5161         return simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, str, len);
5162 }
5163
5164 static int memcg_update_kmem_limit(struct cgroup *cont, u64 val)
5165 {
5166         int ret = -EINVAL;
5167 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5168         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5169         /*
5170          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
5171          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
5172          * already joined.
5173          *
5174          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
5175          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
5176          * place, which makes the value quite meaningless.
5177          *
5178          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
5179          * of course permitted.
5180          */
5181         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5182         mutex_lock(&set_limit_mutex);
5183         if (!memcg->kmem_account_flags && val != RESOURCE_MAX) {
5184                 if (cgroup_task_count(cont) || memcg_has_children(memcg)) {
5185                         ret = -EBUSY;
5186                         goto out;
5187                 }
5188                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
5189                 VM_BUG_ON(ret);
5190
5191                 ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
5192                 if (ret) {
5193                         res_counter_set_limit(&memcg->kmem, RESOURCE_MAX);
5194                         goto out;
5195                 }
5196                 static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5197                 /*
5198                  * setting the active bit after the inc will guarantee no one
5199                  * starts accounting before all call sites are patched
5200                  */
5201                 memcg_kmem_set_active(memcg);
5202         } else
5203                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
5204 out:
5205         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
5206         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5207 #endif
5208         return ret;
5209 }
5210
5211 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5212 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5213 {
5214         int ret = 0;
5215         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5216         if (!parent)
5217                 goto out;
5218
5219         memcg->kmem_account_flags = parent->kmem_account_flags;
5220         /*
5221          * When that happen, we need to disable the static branch only on those
5222          * memcgs that enabled it. To achieve this, we would be forced to
5223          * complicate the code by keeping track of which memcgs were the ones
5224          * that actually enabled limits, and which ones got it from its
5225          * parents.
5226          *
5227          * It is a lot simpler just to do static_key_slow_inc() on every child
5228          * that is accounted.
5229          */
5230         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5231                 goto out;
5232
5233         /*
5234          * __mem_cgroup_free() will issue static_key_slow_dec() because this
5235          * memcg is active already. If the later initialization fails then the
5236          * cgroup core triggers the cleanup so we do not have to do it here.
5237          */
5238         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5239
5240         mutex_lock(&set_limit_mutex);
5241         memcg_stop_kmem_account();
5242         ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
5243         memcg_resume_kmem_account();
5244         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
5245 out:
5246         return ret;
5247 }
5248 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
5249
5250 /*
5251  * The user of this function is...
5252  * RES_LIMIT.
5253  */
5254 static int mem_cgroup_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5255                             const char *buffer)
5256 {
5257         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5258         enum res_type type;
5259         int name;
5260         unsigned long long val;
5261         int ret;
5262
5263         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5264         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5265
5266         switch (name) {
5267         case RES_LIMIT:
5268                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
5269                         ret = -EINVAL;
5270                         break;
5271                 }
5272                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
5273                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5274                 if (ret)
5275                         break;
5276                 if (type == _MEM)
5277                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
5278                 else if (type == _MEMSWAP)
5279                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
5280                 else if (type == _KMEM)
5281                         ret = memcg_update_kmem_limit(cont, val);
5282                 else
5283                         return -EINVAL;
5284                 break;
5285         case RES_SOFT_LIMIT:
5286                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5287                 if (ret)
5288                         break;
5289                 /*
5290                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
5291                  * of semantics, for now, we support soft limits for
5292                  * control without swap
5293                  */
5294                 if (type == _MEM)
5295                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
5296                 else
5297                         ret = -EINVAL;
5298                 break;
5299         default:
5300                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
5301                 break;
5302         }
5303         return ret;
5304 }
5305
5306 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
5307                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
5308 {
5309         struct cgroup *cgroup;
5310         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
5311
5312         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5313         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5314         cgroup = memcg->css.cgroup;
5315         if (!memcg->use_hierarchy)
5316                 goto out;
5317
5318         while (cgroup->parent) {
5319                 cgroup = cgroup->parent;
5320                 memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
5321                 if (!memcg->use_hierarchy)
5322                         break;
5323                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5324                 min_limit = min(min_limit, tmp);
5325                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5326                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
5327         }
5328 out:
5329         *mem_limit = min_limit;
5330         *memsw_limit = min_memsw_limit;
5331 }
5332
5333 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup *cont, unsigned int event)
5334 {
5335         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5336         int name;
5337         enum res_type type;
5338
5339         type = MEMFILE_TYPE(event);
5340         name = MEMFILE_ATTR(event);
5341
5342         switch (name) {
5343         case RES_MAX_USAGE:
5344                 if (type == _MEM)
5345                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
5346                 else if (type == _MEMSWAP)
5347                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
5348                 else if (type == _KMEM)
5349                         res_counter_reset_max(&memcg->kmem);
5350                 else
5351                         return -EINVAL;
5352                 break;
5353         case RES_FAILCNT:
5354                 if (type == _MEM)
5355                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
5356                 else if (type == _MEMSWAP)
5357                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
5358                 else if (type == _KMEM)
5359                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->kmem);
5360                 else
5361                         return -EINVAL;
5362                 break;
5363         }
5364
5365         return 0;
5366 }
5367
5368 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup *cgrp,
5369                                         struct cftype *cft)
5370 {
5371         return mem_cgroup_from_cont(cgrp)->move_charge_at_immigrate;
5372 }
5373
5374 #ifdef CONFIG_MMU
5375 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
5376                                         struct cftype *cft, u64 val)
5377 {
5378         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5379
5380         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
5381                 return -EINVAL;
5382
5383         /*
5384          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
5385          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
5386          * on with stale data. This means that changes to this value will only
5387          * affect task migrations starting after the change.
5388          */
5389         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
5390         return 0;
5391 }
5392 #else
5393 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
5394                                         struct cftype *cft, u64 val)
5395 {
5396         return -ENOSYS;
5397 }
5398 #endif
5399
5400 #ifdef CONFIG_NUMA
5401 static int memcg_numa_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5402                                       struct seq_file *m)
5403 {
5404         int nid;
5405         unsigned long total_nr, file_nr, anon_nr, unevictable_nr;
5406         unsigned long node_nr;
5407         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5408
5409         total_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL);
5410         seq_printf(m, "total=%lu", total_nr);
5411         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5412                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL);
5413                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5414         }
5415         seq_putc(m, '\n');
5416
5417         file_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_FILE);
5418         seq_printf(m, "file=%lu", file_nr);
5419         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5420                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5421                                 LRU_ALL_FILE);
5422                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5423         }
5424         seq_putc(m, '\n');
5425
5426         anon_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_ANON);
5427         seq_printf(m, "anon=%lu", anon_nr);
5428         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5429                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5430                                 LRU_ALL_ANON);
5431                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5432         }
5433         seq_putc(m, '\n');
5434
5435         unevictable_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
5436         seq_printf(m, "unevictable=%lu", unevictable_nr);
5437         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5438                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5439                                 BIT(LRU_UNEVICTABLE));
5440                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5441         }
5442         seq_putc(m, '\n');
5443         return 0;
5444 }
5445 #endif /* CONFIG_NUMA */
5446
5447 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
5448 {
5449         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
5450 }
5451
5452 static int memcg_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5453                                  struct seq_file *m)
5454 {
5455         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5456         struct mem_cgroup *mi;
5457         unsigned int i;
5458
5459         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5460                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5461                         continue;
5462                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
5463                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
5464         }
5465
5466         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
5467                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
5468                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
5469
5470         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
5471                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
5472                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
5473
5474         /* Hierarchical information */
5475         {
5476                 unsigned long long limit, memsw_limit;
5477                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
5478                 seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n", limit);
5479                 if (do_swap_account)
5480                         seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
5481                                    memsw_limit);
5482         }
5483
5484         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5485                 long long val = 0;
5486
5487                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5488                         continue;
5489                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5490                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
5491                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
5492         }
5493
5494         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
5495                 unsigned long long val = 0;
5496
5497                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5498                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
5499                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
5500                            mem_cgroup_events_names[i], val);
5501         }
5502
5503         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
5504                 unsigned long long val = 0;
5505
5506                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5507                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
5508                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
5509         }
5510
5511 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5512         {
5513                 int nid, zid;
5514                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5515                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
5516                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
5517                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
5518
5519                 for_each_online_node(nid)
5520                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
5521                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
5522                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
5523
5524                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
5525                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
5526                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
5527                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
5528                         }
5529                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
5530                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
5531                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
5532                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
5533         }
5534 #endif
5535
5536         return 0;
5537 }
5538
5539 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
5540 {
5541         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5542
5543         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
5544 }
5545
5546 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
5547                                        u64 val)
5548 {
5549         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5550         struct mem_cgroup *parent;
5551
5552         if (val > 100)
5553                 return -EINVAL;
5554
5555         if (cgrp->parent == NULL)
5556                 return -EINVAL;
5557
5558         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
5559
5560         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5561
5562         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
5563         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5564                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5565                 return -EINVAL;
5566         }
5567
5568         memcg->swappiness = val;
5569
5570         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5571
5572         return 0;
5573 }
5574
5575 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5576 {
5577         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
5578         u64 usage;
5579         int i;
5580
5581         rcu_read_lock();
5582         if (!swap)
5583                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
5584         else
5585                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
5586
5587         if (!t)
5588                 goto unlock;
5589
5590         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
5591
5592         /*
5593          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
5594          * If it's not true, a threshold was crossed after last
5595          * call of __mem_cgroup_threshold().
5596          */
5597         i = t->current_threshold;
5598
5599         /*
5600          * Iterate backward over array of thresholds starting from
5601          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
5602          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
5603          * only one element of the array here.
5604          */
5605         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
5606                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5607
5608         /* i = current_threshold + 1 */
5609         i++;
5610
5611         /*
5612          * Iterate forward over array of thresholds starting from
5613          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
5614          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
5615          * only one element of the array here.
5616          */
5617         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
5618                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5619
5620         /* Update current_threshold */
5621         t->current_threshold = i - 1;
5622 unlock:
5623         rcu_read_unlock();
5624 }
5625
5626 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
5627 {
5628         while (memcg) {
5629                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
5630                 if (do_swap_account)
5631                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
5632
5633                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5634         }
5635 }
5636
5637 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
5638 {
5639         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
5640         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
5641
5642         return _a->threshold - _b->threshold;
5643 }
5644
5645 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
5646 {
5647         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
5648
5649         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
5650                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
5651         return 0;
5652 }
5653
5654 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
5655 {
5656         struct mem_cgroup *iter;
5657
5658         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5659                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
5660 }
5661
5662 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup *cgrp,
5663         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5664 {
5665         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5666         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5667         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5668         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5669         u64 threshold, usage;
5670         int i, size, ret;
5671
5672         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
5673         if (ret)
5674                 return ret;
5675
5676         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5677
5678         if (type == _MEM)
5679                 thresholds = &memcg->thresholds;
5680         else if (type == _MEMSWAP)
5681                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5682         else
5683                 BUG();
5684
5685         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5686
5687         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
5688         if (thresholds->primary)
5689                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5690
5691         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
5692
5693         /* Allocate memory for new array of thresholds */
5694         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5695                         GFP_KERNEL);
5696         if (!new) {
5697                 ret = -ENOMEM;
5698                 goto unlock;
5699         }
5700         new->size = size;
5701
5702         /* Copy thresholds (if any) to new array */
5703         if (thresholds->primary) {
5704                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
5705                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
5706         }
5707
5708         /* Add new threshold */
5709         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
5710         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
5711
5712         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
5713         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5714                         compare_thresholds, NULL);
5715
5716         /* Find current threshold */
5717         new->current_threshold = -1;
5718         for (i = 0; i < size; i++) {
5719                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
5720                         /*
5721                          * new->current_threshold will not be used until
5722                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5723                          * it here.
5724                          */
5725                         ++new->current_threshold;
5726                 } else
5727                         break;
5728         }
5729
5730         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
5731         kfree(thresholds->spare);
5732         thresholds->spare = thresholds->primary;
5733
5734         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5735
5736         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5737         synchronize_rcu();
5738
5739 unlock:
5740         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5741
5742         return ret;
5743 }
5744
5745 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
5746         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5747 {
5748         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5749         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5750         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5751         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5752         u64 usage;
5753         int i, j, size;
5754
5755         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5756         if (type == _MEM)
5757                 thresholds = &memcg->thresholds;
5758         else if (type == _MEMSWAP)
5759                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5760         else
5761                 BUG();
5762
5763         if (!thresholds->primary)
5764                 goto unlock;
5765
5766         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5767
5768         /* Check if a threshold crossed before removing */
5769         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5770
5771         /* Calculate new number of threshold */
5772         size = 0;
5773         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5774                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
5775                         size++;
5776         }
5777
5778         new = thresholds->spare;
5779
5780         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
5781         if (!size) {
5782                 kfree(new);
5783                 new = NULL;
5784                 goto swap_buffers;
5785         }
5786
5787         new->size = size;
5788
5789         /* Copy thresholds and find current threshold */
5790         new->current_threshold = -1;
5791         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5792                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
5793                         continue;
5794
5795                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
5796                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
5797                         /*
5798                          * new->current_threshold will not be used
5799                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5800                          * it here.
5801                          */
5802                         ++new->current_threshold;
5803                 }
5804                 j++;
5805         }
5806
5807 swap_buffers:
5808         /* Swap primary and spare array */
5809         thresholds->spare = thresholds->primary;
5810         /* If all events are unregistered, free the spare array */
5811         if (!new) {
5812                 kfree(thresholds->spare);
5813                 thresholds->spare = NULL;
5814         }
5815
5816         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5817
5818         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5819         synchronize_rcu();
5820 unlock:
5821         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5822 }
5823
5824 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup *cgrp,
5825         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5826 {
5827         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5828         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
5829         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5830
5831         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5832         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5833         if (!event)
5834                 return -ENOMEM;
5835
5836         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5837
5838         event->eventfd = eventfd;
5839         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
5840
5841         /* already in OOM ? */
5842         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5843                 eventfd_signal(eventfd, 1);
5844         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5845
5846         return 0;
5847 }
5848
5849 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
5850         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5851 {
5852         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5853         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
5854         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5855
5856         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5857
5858         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5859
5860         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
5861                 if (ev->eventfd == eventfd) {
5862                         list_del(&ev->list);
5863                         kfree(ev);
5864                 }
5865         }
5866
5867         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5868 }
5869
5870 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup *cgrp,
5871         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
5872 {
5873         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5874
5875         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", memcg->oom_kill_disable);
5876
5877         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5878                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
5879         else
5880                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
5881         return 0;
5882 }
5883
5884 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup *cgrp,
5885         struct cftype *cft, u64 val)
5886 {
5887         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5888         struct mem_cgroup *parent;
5889
5890         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
5891         if (!cgrp->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
5892                 return -EINVAL;
5893
5894         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
5895
5896         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5897         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
5898         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5899                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5900                 return -EINVAL;
5901         }
5902         memcg->oom_kill_disable = val;
5903         if (!val)
5904                 memcg_oom_recover(memcg);
5905         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5906         return 0;
5907 }
5908
5909 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5910 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5911 {
5912         int ret;
5913
5914         memcg->kmemcg_id = -1;
5915         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
5916         if (ret)
5917                 return ret;
5918
5919         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
5920 }
5921
5922 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5923 {
5924         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
5925 }
5926
5927 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5928 {
5929         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5930                 return;
5931
5932         /*
5933          * kmem charges can outlive the cgroup. In the case of slab
5934          * pages, for instance, a page contain objects from various
5935          * processes. As we prevent from taking a reference for every
5936          * such allocation we have to be careful when doing uncharge
5937          * (see memcg_uncharge_kmem) and here during offlining.
5938          *
5939          * The idea is that that only the _last_ uncharge which sees
5940          * the dead memcg will drop the last reference. An additional
5941          * reference is taken here before the group is marked dead
5942          * which is then paired with css_put during uncharge resp. here.
5943          *
5944          * Although this might sound strange as this path is called from
5945          * css_offline() when the referencemight have dropped down to 0
5946          * and shouldn't be incremented anymore (css_tryget would fail)
5947          * we do not have other options because of the kmem allocations
5948          * lifetime.
5949          */
5950         css_get(&memcg->css);
5951
5952         memcg_kmem_mark_dead(memcg);
5953
5954         if (res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0)
5955                 return;
5956
5957         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
5958                 css_put(&memcg->css);
5959 }
5960 #else
5961 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5962 {
5963         return 0;
5964 }
5965
5966 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5967 {
5968 }
5969
5970 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5971 {
5972 }
5973 #endif
5974
5975 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
5976         {
5977                 .name = "usage_in_bytes",
5978                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
5979                 .read = mem_cgroup_read,
5980                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
5981                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
5982         },
5983         {
5984                 .name = "max_usage_in_bytes",
5985                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
5986                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5987                 .read = mem_cgroup_read,
5988         },
5989         {
5990                 .name = "limit_in_bytes",
5991                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
5992                 .write_string = mem_cgroup_write,
5993                 .read = mem_cgroup_read,
5994         },
5995         {
5996                 .name = "soft_limit_in_bytes",
5997                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
5998                 .write_string = mem_cgroup_write,
5999                 .read = mem_cgroup_read,
6000         },
6001         {
6002                 .name = "failcnt",
6003                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
6004                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6005                 .read = mem_cgroup_read,
6006         },
6007         {
6008                 .name = "stat",
6009                 .read_seq_string = memcg_stat_show,
6010         },
6011         {
6012                 .name = "force_empty",
6013                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
6014         },
6015         {
6016                 .name = "use_hierarchy",
6017                 .flags = CFTYPE_INSANE,
6018                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
6019                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
6020         },
6021         {
6022                 .name = "swappiness",
6023                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
6024                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
6025         },
6026         {
6027                 .name = "move_charge_at_immigrate",
6028                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
6029                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
6030         },
6031         {
6032                 .name = "oom_control",
6033                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
6034                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
6035                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
6036                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
6037                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
6038         },
6039         {
6040                 .name = "pressure_level",
6041                 .register_event = vmpressure_register_event,
6042                 .unregister_event = vmpressure_unregister_event,
6043         },
6044 #ifdef CONFIG_NUMA
6045         {
6046                 .name = "numa_stat",
6047                 .read_seq_string = memcg_numa_stat_show,
6048         },
6049 #endif
6050 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
6051         {
6052                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
6053                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
6054                 .write_string = mem_cgroup_write,
6055                 .read = mem_cgroup_read,
6056         },
6057         {
6058                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
6059                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
6060                 .read = mem_cgroup_read,
6061         },
6062         {
6063                 .name = "kmem.failcnt",
6064                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
6065                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6066                 .read = mem_cgroup_read,
6067         },
6068         {
6069                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
6070                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
6071                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6072                 .read = mem_cgroup_read,
6073         },
6074 #ifdef CONFIG_SLABINFO
6075         {
6076                 .name = "kmem.slabinfo",
6077                 .read_seq_string = mem_cgroup_slabinfo_read,
6078         },
6079 #endif
6080 #endif
6081         { },    /* terminate */
6082 };
6083
6084 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6085 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
6086         {
6087                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
6088                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
6089                 .read = mem_cgroup_read,
6090                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
6091                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
6092         },
6093         {
6094                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
6095                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
6096                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6097                 .read = mem_cgroup_read,
6098         },
6099         {
6100                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
6101                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
6102                 .write_string = mem_cgroup_write,
6103                 .read = mem_cgroup_read,
6104         },
6105         {
6106                 .name = "memsw.failcnt",
6107                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
6108                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6109                 .read = mem_cgroup_read,
6110         },
6111         { },    /* terminate */
6112 };
6113 #endif
6114 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6115 {
6116         struct mem_cgroup_per_node *pn;
6117         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
6118         int zone, tmp = node;
6119         /*
6120          * This routine is called against possible nodes.
6121          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
6122          *
6123          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
6124          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
6125          *       function.
6126          */
6127         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6128                 tmp = -1;
6129         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
6130         if (!pn)
6131                 return 1;
6132
6133         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6134                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
6135                 lruvec_init(&mz->lruvec);
6136                 mz->usage_in_excess = 0;
6137                 mz->on_tree = false;
6138                 mz->memcg = memcg;
6139         }
6140         memcg->nodeinfo[node] = pn;
6141         return 0;
6142 }
6143
6144 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6145 {
6146         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
6147 }
6148
6149 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
6150 {
6151         struct mem_cgroup *memcg;
6152         size_t size = memcg_size();
6153
6154         /* Can be very big if nr_node_ids is very big */
6155         if (size < PAGE_SIZE)
6156                 memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
6157         else
6158                 memcg = vzalloc(size);
6159
6160         if (!memcg)
6161                 return NULL;
6162
6163         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
6164         if (!memcg->stat)
6165                 goto out_free;
6166         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
6167         return memcg;
6168
6169 out_free:
6170         if (size < PAGE_SIZE)
6171                 kfree(memcg);
6172         else
6173                 vfree(memcg);
6174         return NULL;
6175 }
6176
6177 /*
6178  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
6179  * (scanning all at force_empty is too costly...)
6180  *
6181  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
6182  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
6183  * it goes down to 0.
6184  *
6185  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
6186  */
6187
6188 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
6189 {
6190         int node;
6191         size_t size = memcg_size();
6192
6193         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
6194         free_css_id(&mem_cgroup_subsys, &memcg->css);
6195
6196         for_each_node(node)
6197                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
6198
6199         free_percpu(memcg->stat);
6200
6201         /*
6202          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
6203          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
6204          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
6205          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
6206          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
6207          *
6208          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
6209          * to move this code around, and make sure it is outside
6210          * the cgroup_lock.
6211          */
6212         disarm_static_keys(memcg);
6213         if (size < PAGE_SIZE)
6214                 kfree(memcg);
6215         else
6216                 vfree(memcg);
6217 }
6218
6219
6220 /*
6221  * Helpers for freeing a kmalloc()ed/vzalloc()ed mem_cgroup by RCU,
6222  * but in process context.  The work_freeing structure is overlaid
6223  * on the rcu_freeing structure, which itself is overlaid on memsw.
6224  */
6225 static void free_work(struct work_struct *work)
6226 {
6227         struct mem_cgroup *memcg;
6228
6229         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, work_freeing);
6230         __mem_cgroup_free(memcg);
6231 }
6232
6233 static void free_rcu(struct rcu_head *rcu_head)
6234 {
6235         struct mem_cgroup *memcg;
6236
6237         memcg = container_of(rcu_head, struct mem_cgroup, rcu_freeing);
6238         INIT_WORK(&memcg->work_freeing, free_work);
6239         schedule_work(&memcg->work_freeing);
6240 }
6241
6242 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg)
6243 {
6244         atomic_inc(&memcg->refcnt);
6245 }
6246
6247 static void __mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg, int count)
6248 {
6249         if (atomic_sub_and_test(count, &memcg->refcnt)) {
6250                 struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
6251                 call_rcu(&memcg->rcu_freeing, free_rcu);
6252                 if (parent)
6253                         mem_cgroup_put(parent);
6254         }
6255 }
6256
6257 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg)
6258 {
6259         __mem_cgroup_put(memcg, 1);
6260 }
6261
6262 /*
6263  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
6264  */
6265 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
6266 {
6267         if (!memcg->res.parent)
6268                 return NULL;
6269         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
6270 }
6271 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
6272
6273 static void __init mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
6274 {
6275         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
6276         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
6277         int tmp, node, zone;
6278
6279         for_each_node(node) {
6280                 tmp = node;
6281                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6282                         tmp = -1;
6283                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
6284                 BUG_ON(!rtpn);
6285
6286                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
6287
6288                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6289                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
6290                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
6291                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
6292                 }
6293         }
6294 }
6295
6296 static struct cgroup_subsys_state * __ref
6297 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup *cont)
6298 {
6299         struct mem_cgroup *memcg;
6300         long error = -ENOMEM;
6301         int node;
6302
6303         memcg = mem_cgroup_alloc();
6304         if (!memcg)
6305                 return ERR_PTR(error);
6306
6307         for_each_node(node)
6308                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
6309                         goto free_out;
6310
6311         /* root ? */
6312         if (cont->parent == NULL) {
6313                 root_mem_cgroup = memcg;
6314                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6315                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6316                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6317         }
6318
6319         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
6320         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
6321         atomic_set(&memcg->refcnt, 1);
6322         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
6323         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
6324         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
6325         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
6326
6327         return &memcg->css;
6328
6329 free_out:
6330         __mem_cgroup_free(memcg);
6331         return ERR_PTR(error);
6332 }
6333
6334 static int
6335 mem_cgroup_css_online(struct cgroup *cont)
6336 {
6337         struct mem_cgroup *memcg, *parent;
6338         int error = 0;
6339
6340         if (!cont->parent)
6341                 return 0;
6342
6343         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
6344         memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
6345         parent = mem_cgroup_from_cont(cont->parent);
6346
6347         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
6348         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
6349         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
6350
6351         if (parent->use_hierarchy) {
6352                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
6353                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
6354                 res_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
6355
6356                 /*
6357                  * We increment refcnt of the parent to ensure that we can
6358                  * safely access it on res_counter_charge/uncharge.
6359                  * This refcnt will be decremented when freeing this
6360                  * mem_cgroup(see mem_cgroup_put).
6361                  */
6362                 mem_cgroup_get(parent);
6363         } else {
6364                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6365                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6366                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6367                 /*
6368                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
6369                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
6370                  * unfortunate state in our controller.
6371                  */
6372                 if (parent != root_mem_cgroup)
6373                         mem_cgroup_subsys.broken_hierarchy = true;
6374         }
6375
6376         error = memcg_init_kmem(memcg, &mem_cgroup_subsys);
6377         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
6378         return error;
6379 }
6380
6381 /*
6382  * Announce all parents that a group from their hierarchy is gone.
6383  */
6384 static void mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *memcg)
6385 {
6386         struct mem_cgroup *parent = memcg;
6387
6388         while ((parent = parent_mem_cgroup(parent)))
6389                 mem_cgroup_iter_invalidate(parent);
6390
6391         /*
6392          * if the root memcg is not hierarchical we have to check it
6393          * explicitely.
6394          */
6395         if (!root_mem_cgroup->use_hierarchy)
6396                 mem_cgroup_iter_invalidate(root_mem_cgroup);
6397 }
6398
6399 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup *cont)
6400 {
6401         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
6402
6403         kmem_cgroup_css_offline(memcg);
6404
6405         mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(memcg);
6406         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
6407         mem_cgroup_destroy_all_caches(memcg);
6408 }
6409
6410 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup *cont)
6411 {
6412         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
6413
6414         memcg_destroy_kmem(memcg);
6415         __mem_cgroup_free(memcg);
6416 }
6417
6418 #ifdef CONFIG_MMU
6419 /* Handlers for move charge at task migration. */
6420 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
6421 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
6422 {
6423         int ret = 0;
6424         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6425         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
6426
6427         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6428                 mc.precharge += count;
6429                 /* we don't need css_get for root */
6430                 return ret;
6431         }
6432         /* try to charge at once */
6433         if (count > 1) {
6434                 struct res_counter *dummy;
6435                 /*
6436                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
6437                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
6438                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
6439                  * css_get().
6440                  */
6441                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
6442                         goto one_by_one;
6443                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
6444                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
6445                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
6446                         goto one_by_one;
6447                 }
6448                 mc.precharge += count;
6449                 return ret;
6450         }
6451 one_by_one:
6452         /* fall back to one by one charge */
6453         while (count--) {
6454                 if (signal_pending(current)) {
6455                         ret = -EINTR;
6456                         break;
6457                 }
6458                 if (!batch_count--) {
6459                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6460                         cond_resched();
6461                 }
6462                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
6463                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
6464                 if (ret)
6465                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
6466                         return ret;
6467                 mc.precharge++;
6468         }
6469         return ret;
6470 }
6471
6472 /**
6473  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
6474  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
6475  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
6476  * @ptent: the pte to be checked
6477  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
6478  *
6479  * Returns
6480  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
6481  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
6482  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
6483  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
6484  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
6485  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
6486  *     in target->ent.
6487  *
6488  * Called with pte lock held.
6489  */
6490 union mc_target {
6491         struct page     *page;
6492         swp_entry_t     ent;
6493 };
6494
6495 enum mc_target_type {
6496         MC_TARGET_NONE = 0,
6497         MC_TARGET_PAGE,
6498         MC_TARGET_SWAP,
6499 };
6500
6501 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
6502                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
6503 {
6504         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
6505
6506         if (!page || !page_mapped(page))
6507                 return NULL;
6508         if (PageAnon(page)) {
6509                 /* we don't move shared anon */
6510                 if (!move_anon())
6511                         return NULL;
6512         } else if (!move_file())
6513                 /* we ignore mapcount for file pages */
6514                 return NULL;
6515         if (!get_page_unless_zero(page))
6516                 return NULL;
6517
6518         return page;
6519 }
6520
6521 #ifdef CONFIG_SWAP
6522 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6523                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6524 {
6525         struct page *page = NULL;
6526         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
6527
6528         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
6529                 return NULL;
6530         /*
6531          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
6532          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
6533          */
6534         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
6535         if (do_swap_account)
6536                 entry->val = ent.val;
6537
6538         return page;
6539 }
6540 #else
6541 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6542                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6543 {
6544         return NULL;
6545 }
6546 #endif
6547
6548 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
6549                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6550 {
6551         struct page *page = NULL;
6552         struct address_space *mapping;
6553         pgoff_t pgoff;
6554
6555         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
6556                 return NULL;
6557         if (!move_file())
6558                 return NULL;
6559
6560         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
6561         if (pte_none(ptent))
6562                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
6563         else /* pte_file(ptent) is true */
6564                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
6565
6566         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
6567         page = find_get_page(mapping, pgoff);
6568
6569 #ifdef CONFIG_SWAP
6570         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
6571         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
6572                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
6573                 if (do_swap_account)
6574                         *entry = swap;
6575                 page = find_get_page(swap_address_space(swap), swap.val);
6576         }
6577 #endif
6578         return page;
6579 }
6580
6581 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
6582                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
6583 {
6584         struct page *page = NULL;
6585         struct page_cgroup *pc;
6586         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6587         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
6588
6589         if (pte_present(ptent))
6590                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
6591         else if (is_swap_pte(ptent))
6592                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6593         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
6594                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6595
6596         if (!page && !ent.val)
6597                 return ret;
6598         if (page) {
6599                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6600                 /*
6601                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
6602                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
6603                  * the lock.
6604                  */
6605                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6606                         ret = MC_TARGET_PAGE;
6607                         if (target)
6608                                 target->page = page;
6609                 }
6610                 if (!ret || !target)
6611                         put_page(page);
6612         }
6613         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
6614         if (ent.val && !ret &&
6615                         css_id(&mc.from->css) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
6616                 ret = MC_TARGET_SWAP;
6617                 if (target)
6618                         target->ent = ent;
6619         }
6620         return ret;
6621 }
6622
6623 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
6624 /*
6625  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
6626  * support them for now.
6627  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
6628  */
6629 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6630                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6631 {
6632         struct page *page = NULL;
6633         struct page_cgroup *pc;
6634         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6635
6636         page = pmd_page(pmd);
6637         VM_BUG_ON(!page || !PageHead(page));
6638         if (!move_anon())
6639                 return ret;
6640         pc = lookup_page_cgroup(page);
6641         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6642                 ret = MC_TARGET_PAGE;
6643                 if (target) {
6644                         get_page(page);
6645                         target->page = page;
6646                 }
6647         }
6648         return ret;
6649 }
6650 #else
6651 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6652                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6653 {
6654         return MC_TARGET_NONE;
6655 }
6656 #endif
6657
6658 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
6659                                         unsigned long addr, unsigned long end,
6660                                         struct mm_walk *walk)
6661 {
6662         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6663         pte_t *pte;
6664         spinlock_t *ptl;
6665
6666         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
6667                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
6668                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
6669                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6670                 return 0;
6671         }
6672
6673         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6674                 return 0;
6675         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6676         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
6677                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
6678                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
6679         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6680         cond_resched();
6681
6682         return 0;
6683 }
6684
6685 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
6686 {
6687         unsigned long precharge;
6688         struct vm_area_struct *vma;
6689
6690         down_read(&mm->mmap_sem);
6691         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6692                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
6693                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
6694                         .mm = mm,
6695                         .private = vma,
6696                 };
6697                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6698                         continue;
6699                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6700                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
6701         }
6702         up_read(&mm->mmap_sem);
6703
6704         precharge = mc.precharge;
6705         mc.precharge = 0;
6706
6707         return precharge;
6708 }
6709
6710 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
6711 {
6712         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
6713
6714         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
6715         mc.moving_task = current;
6716         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
6717 }
6718
6719 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
6720 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
6721 {
6722         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6723         struct mem_cgroup *to = mc.to;
6724         int i;
6725
6726         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
6727         if (mc.precharge) {
6728                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
6729                 mc.precharge = 0;
6730         }
6731         /*
6732          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
6733          * we must uncharge here.
6734          */
6735         if (mc.moved_charge) {
6736                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
6737                 mc.moved_charge = 0;
6738         }
6739         /* we must fixup refcnts and charges */
6740         if (mc.moved_swap) {
6741                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
6742                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
6743                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
6744                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6745
6746                 for (i = 0; i < mc.moved_swap; i++)
6747                         css_put(&mc.from->css);
6748
6749                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
6750                         /*
6751                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
6752                          * uncharge to->res.
6753                          */
6754                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
6755                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6756                 }
6757                 /* we've already done css_get(mc.to) */
6758                 mc.moved_swap = 0;
6759         }
6760         memcg_oom_recover(from);
6761         memcg_oom_recover(to);
6762         wake_up_all(&mc.waitq);
6763 }
6764
6765 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
6766 {
6767         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6768
6769         /*
6770          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
6771          * task migration.
6772          */
6773         mc.moving_task = NULL;
6774         __mem_cgroup_clear_mc();
6775         spin_lock(&mc.lock);
6776         mc.from = NULL;
6777         mc.to = NULL;
6778         spin_unlock(&mc.lock);
6779         mem_cgroup_end_move(from);
6780 }
6781
6782 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
6783                                  struct cgroup_taskset *tset)
6784 {
6785         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6786         int ret = 0;
6787         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
6788         unsigned long move_charge_at_immigrate;
6789
6790         /*
6791          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
6792          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
6793          * So we need to save it, and keep it going.
6794          */
6795         move_charge_at_immigrate  = memcg->move_charge_at_immigrate;
6796         if (move_charge_at_immigrate) {
6797                 struct mm_struct *mm;
6798                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
6799
6800                 VM_BUG_ON(from == memcg);
6801
6802                 mm = get_task_mm(p);
6803                 if (!mm)
6804                         return 0;
6805                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
6806                 if (mm->owner == p) {
6807                         VM_BUG_ON(mc.from);
6808                         VM_BUG_ON(mc.to);
6809                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
6810                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
6811                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
6812                         mem_cgroup_start_move(from);
6813                         spin_lock(&mc.lock);
6814                         mc.from = from;
6815                         mc.to = memcg;
6816                         mc.immigrate_flags = move_charge_at_immigrate;
6817                         spin_unlock(&mc.lock);
6818                         /* We set mc.moving_task later */
6819
6820                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6821                         if (ret)
6822                                 mem_cgroup_clear_mc();
6823                 }
6824                 mmput(mm);
6825         }
6826         return ret;
6827 }
6828
6829 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
6830                                      struct cgroup_taskset *tset)
6831 {
6832         mem_cgroup_clear_mc();
6833 }
6834
6835 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6836                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6837                                 struct mm_walk *walk)
6838 {
6839         int ret = 0;
6840         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6841         pte_t *pte;
6842         spinlock_t *ptl;
6843         enum mc_target_type target_type;
6844         union mc_target target;
6845         struct page *page;
6846         struct page_cgroup *pc;
6847
6848         /*
6849          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
6850          * happens because:
6851          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
6852          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
6853          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
6854          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
6855          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
6856          *    part of thp split is not executed yet.
6857          */
6858         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
6859                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6860                         spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6861                         return 0;
6862                 }
6863                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6864                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6865                         page = target.page;
6866                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6867                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6868                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
6869                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
6870                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6871                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6872                                 }
6873                                 putback_lru_page(page);
6874                         }
6875                         put_page(page);
6876                 }
6877                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6878                 return 0;
6879         }
6880
6881         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6882                 return 0;
6883 retry:
6884         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6885         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6886                 pte_t ptent = *(pte++);
6887                 swp_entry_t ent;
6888
6889                 if (!mc.precharge)
6890                         break;
6891
6892                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6893                 case MC_TARGET_PAGE:
6894                         page = target.page;
6895                         if (isolate_lru_page(page))
6896                                 goto put;
6897                         pc = lookup_page_cgroup(page);
6898                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
6899                                                      mc.from, mc.to)) {
6900                                 mc.precharge--;
6901                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6902                                 mc.moved_charge++;
6903                         }
6904                         putback_lru_page(page);
6905 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6906                         put_page(page);
6907                         break;
6908                 case MC_TARGET_SWAP:
6909                         ent = target.ent;
6910                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6911                                 mc.precharge--;
6912                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
6913                                 mc.moved_swap++;
6914                         }
6915                         break;
6916                 default:
6917                         break;
6918                 }
6919         }
6920         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6921         cond_resched();
6922
6923         if (addr != end) {
6924                 /*
6925                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6926                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6927                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6928                  * phase.
6929                  */
6930                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6931                 if (!ret)
6932                         goto retry;
6933         }
6934
6935         return ret;
6936 }
6937
6938 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
6939 {
6940         struct vm_area_struct *vma;
6941
6942         lru_add_drain_all();
6943 retry:
6944         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
6945                 /*
6946                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
6947                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6948                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6949                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6950                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6951                  */
6952                 __mem_cgroup_clear_mc();
6953                 cond_resched();
6954                 goto retry;
6955         }
6956         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6957                 int ret;
6958                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
6959                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6960                         .mm = mm,
6961                         .private = vma,
6962                 };
6963                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6964                         continue;
6965                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6966                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
6967                 if (ret)
6968                         /*
6969                          * means we have consumed all precharges and failed in
6970                          * doing additional charge. Just abandon here.
6971                          */
6972                         break;
6973         }
6974         up_read(&mm->mmap_sem);
6975 }
6976
6977 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
6978                                  struct cgroup_taskset *tset)
6979 {
6980         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6981         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
6982
6983         if (mm) {
6984                 if (mc.to)
6985                         mem_cgroup_move_charge(mm);
6986                 mmput(mm);
6987         }
6988         if (mc.to)
6989                 mem_cgroup_clear_mc();
6990 }
6991 #else   /* !CONFIG_MMU */
6992 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
6993                                  struct cgroup_taskset *tset)
6994 {
6995         return 0;
6996 }
6997 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
6998                                      struct cgroup_taskset *tset)
6999 {
7000 }
7001 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
7002                                  struct cgroup_taskset *tset)
7003 {
7004 }
7005 #endif
7006
7007 /*
7008  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
7009  * to verify sane_behavior flag on each mount attempt.
7010  */
7011 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup *root)
7012 {
7013         /*
7014          * use_hierarchy is forced with sane_behavior.  cgroup core
7015          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
7016          * on for the root memcg is enough.
7017          */
7018         if (cgroup_sane_behavior(root))
7019                 mem_cgroup_from_cont(root)->use_hierarchy = true;
7020 }
7021
7022 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
7023         .name = "memory",
7024         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
7025         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
7026         .css_online = mem_cgroup_css_online,
7027         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
7028         .css_free = mem_cgroup_css_free,
7029         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
7030         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
7031         .attach = mem_cgroup_move_task,
7032         .bind = mem_cgroup_bind,
7033         .base_cftypes = mem_cgroup_files,
7034         .early_init = 0,
7035         .use_id = 1,
7036 };
7037
7038 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
7039 static int __init enable_swap_account(char *s)
7040 {
7041         /* consider enabled if no parameter or 1 is given */
7042         if (!strcmp(s, "1"))
7043                 really_do_swap_account = 1;
7044         else if (!strcmp(s, "0"))
7045                 really_do_swap_account = 0;
7046         return 1;
7047 }
7048 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
7049
7050 static void __init memsw_file_init(void)
7051 {
7052         WARN_ON(cgroup_add_cftypes(&mem_cgroup_subsys, memsw_cgroup_files));
7053 }
7054
7055 static void __init enable_swap_cgroup(void)
7056 {
7057         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
7058                 do_swap_account = 1;
7059                 memsw_file_init();
7060         }
7061 }
7062
7063 #else
7064 static void __init enable_swap_cgroup(void)
7065 {
7066 }
7067 #endif
7068
7069 /*
7070  * subsys_initcall() for memory controller.
7071  *
7072  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
7073  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
7074  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
7075  * be initialized from here.
7076  */
7077 static int __init mem_cgroup_init(void)
7078 {
7079         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
7080         enable_swap_cgroup();
7081         mem_cgroup_soft_limit_tree_init();
7082         memcg_stock_init();
7083         return 0;
7084 }
7085 subsys_initcall(mem_cgroup_init);