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