memcg: don't need to get a reference to the parent
[linux-2.6-block.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * Kernel Memory Controller
14  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
15  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
16  *
17  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
18  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
19  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
20  * (at your option) any later version.
21  *
22  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
23  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
24  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
25  * GNU General Public License for more details.
26  */
27
28 #include <linux/res_counter.h>
29 #include <linux/memcontrol.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31 #include <linux/mm.h>
32 #include <linux/hugetlb.h>
33 #include <linux/pagemap.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/page-flags.h>
36 #include <linux/backing-dev.h>
37 #include <linux/bit_spinlock.h>
38 #include <linux/rcupdate.h>
39 #include <linux/limits.h>
40 #include <linux/export.h>
41 #include <linux/mutex.h>
42 #include <linux/rbtree.h>
43 #include <linux/slab.h>
44 #include <linux/swap.h>
45 #include <linux/swapops.h>
46 #include <linux/spinlock.h>
47 #include <linux/eventfd.h>
48 #include <linux/sort.h>
49 #include <linux/fs.h>
50 #include <linux/seq_file.h>
51 #include <linux/vmalloc.h>
52 #include <linux/vmpressure.h>
53 #include <linux/mm_inline.h>
54 #include <linux/page_cgroup.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/oom.h>
57 #include "internal.h"
58 #include <net/sock.h>
59 #include <net/ip.h>
60 #include <net/tcp_memcontrol.h>
61
62 #include <asm/uaccess.h>
63
64 #include <trace/events/vmscan.h>
65
66 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys __read_mostly;
67 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_subsys);
68
69 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
70 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
71
72 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
73 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
74 int do_swap_account __read_mostly;
75
76 /* for remember boot option*/
77 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
78 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
79 #else
80 static int really_do_swap_account __initdata = 0;
81 #endif
82
83 #else
84 #define do_swap_account         0
85 #endif
86
87
88 /*
89  * Statistics for memory cgroup.
90  */
91 enum mem_cgroup_stat_index {
92         /*
93          * For MEM_CONTAINER_TYPE_ALL, usage = pagecache + rss.
94          */
95         MEM_CGROUP_STAT_CACHE,          /* # of pages charged as cache */
96         MEM_CGROUP_STAT_RSS,            /* # of pages charged as anon rss */
97         MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE,       /* # of pages charged as anon huge */
98         MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED,    /* # of pages charged as file rss */
99         MEM_CGROUP_STAT_SWAP,           /* # of pages, swapped out */
100         MEM_CGROUP_STAT_NSTATS,
101 };
102
103 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
104         "cache",
105         "rss",
106         "rss_huge",
107         "mapped_file",
108         "swap",
109 };
110
111 enum mem_cgroup_events_index {
112         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
113         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
114         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
115         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
116         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
117 };
118
119 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
120         "pgpgin",
121         "pgpgout",
122         "pgfault",
123         "pgmajfault",
124 };
125
126 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
127         "inactive_anon",
128         "active_anon",
129         "inactive_file",
130         "active_file",
131         "unevictable",
132 };
133
134 /*
135  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
136  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
137  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
138  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
139  */
140 enum mem_cgroup_events_target {
141         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
142         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
143         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
144         MEM_CGROUP_NTARGETS,
145 };
146 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
147 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
148 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
149
150 struct mem_cgroup_stat_cpu {
151         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
152         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
153         unsigned long nr_page_events;
154         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
155 };
156
157 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
158         /*
159          * last scanned hierarchy member. Valid only if last_dead_count
160          * matches memcg->dead_count of the hierarchy root group.
161          */
162         struct mem_cgroup *last_visited;
163         unsigned long last_dead_count;
164
165         /* scan generation, increased every round-trip */
166         unsigned int generation;
167 };
168
169 /*
170  * per-zone information in memory controller.
171  */
172 struct mem_cgroup_per_zone {
173         struct lruvec           lruvec;
174         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
175
176         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
177
178         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
179         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
180                                                 /* the soft limit is exceeded*/
181         bool                    on_tree;
182         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
183                                                 /* use container_of        */
184 };
185
186 struct mem_cgroup_per_node {
187         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
188 };
189
190 /*
191  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
192  * their hierarchy representation
193  */
194
195 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
196         struct rb_root rb_root;
197         spinlock_t lock;
198 };
199
200 struct mem_cgroup_tree_per_node {
201         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
202 };
203
204 struct mem_cgroup_tree {
205         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
206 };
207
208 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
209
210 struct mem_cgroup_threshold {
211         struct eventfd_ctx *eventfd;
212         u64 threshold;
213 };
214
215 /* For threshold */
216 struct mem_cgroup_threshold_ary {
217         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
218         int current_threshold;
219         /* Size of entries[] */
220         unsigned int size;
221         /* Array of thresholds */
222         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
223 };
224
225 struct mem_cgroup_thresholds {
226         /* Primary thresholds array */
227         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
228         /*
229          * Spare threshold array.
230          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
231          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
232          */
233         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
234 };
235
236 /* for OOM */
237 struct mem_cgroup_eventfd_list {
238         struct list_head list;
239         struct eventfd_ctx *eventfd;
240 };
241
242 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
243 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
244
245 /*
246  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
247  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
248  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
249  * to help the administrator determine what knobs to tune.
250  *
251  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
252  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
253  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
254  * a feature that will be implemented much later in the future.
255  */
256 struct mem_cgroup {
257         struct cgroup_subsys_state css;
258         /*
259          * the counter to account for memory usage
260          */
261         struct res_counter res;
262
263         /* vmpressure notifications */
264         struct vmpressure vmpressure;
265
266         union {
267                 /*
268                  * the counter to account for mem+swap usage.
269                  */
270                 struct res_counter memsw;
271
272                 /*
273                  * rcu_freeing is used only when freeing struct mem_cgroup,
274                  * so put it into a union to avoid wasting more memory.
275                  * It must be disjoint from the css field.  It could be
276                  * in a union with the res field, but res plays a much
277                  * larger part in mem_cgroup life than memsw, and might
278                  * be of interest, even at time of free, when debugging.
279                  * So share rcu_head with the less interesting memsw.
280                  */
281                 struct rcu_head rcu_freeing;
282                 /*
283                  * We also need some space for a worker in deferred freeing.
284                  * By the time we call it, rcu_freeing is no longer in use.
285                  */
286                 struct work_struct work_freeing;
287         };
288
289         /*
290          * the counter to account for kernel memory usage.
291          */
292         struct res_counter kmem;
293         /*
294          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
295          */
296         bool use_hierarchy;
297         unsigned long kmem_account_flags; /* See KMEM_ACCOUNTED_*, below */
298
299         bool            oom_lock;
300         atomic_t        under_oom;
301
302         atomic_t        refcnt;
303
304         int     swappiness;
305         /* OOM-Killer disable */
306         int             oom_kill_disable;
307
308         /* set when res.limit == memsw.limit */
309         bool            memsw_is_minimum;
310
311         /* protect arrays of thresholds */
312         struct mutex thresholds_lock;
313
314         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
315         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
316
317         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
318         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
319
320         /* For oom notifier event fd */
321         struct list_head oom_notify;
322
323         /*
324          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
325          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
326          */
327         unsigned long   move_charge_at_immigrate;
328         /*
329          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
330          */
331         atomic_t        moving_account;
332         /* taken only while moving_account > 0 */
333         spinlock_t      move_lock;
334         /*
335          * percpu counter.
336          */
337         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
338         /*
339          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
340          * See mem_cgroup_read_stat().
341          */
342         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
343         spinlock_t pcp_counter_lock;
344
345         atomic_t        dead_count;
346 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
347         struct tcp_memcontrol tcp_mem;
348 #endif
349 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
350         /* analogous to slab_common's slab_caches list. per-memcg */
351         struct list_head memcg_slab_caches;
352         /* Not a spinlock, we can take a lot of time walking the list */
353         struct mutex slab_caches_mutex;
354         /* Index in the kmem_cache->memcg_params->memcg_caches array */
355         int kmemcg_id;
356 #endif
357
358         int last_scanned_node;
359 #if MAX_NUMNODES > 1
360         nodemask_t      scan_nodes;
361         atomic_t        numainfo_events;
362         atomic_t        numainfo_updating;
363 #endif
364
365         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[0];
366         /* WARNING: nodeinfo must be the last member here */
367 };
368
369 static size_t memcg_size(void)
370 {
371         return sizeof(struct mem_cgroup) +
372                 nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node);
373 }
374
375 /* internal only representation about the status of kmem accounting. */
376 enum {
377         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE = 0, /* accounted by this cgroup itself */
378         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, /* static key enabled. */
379         KMEM_ACCOUNTED_DEAD, /* dead memcg with pending kmem charges */
380 };
381
382 /* We account when limit is on, but only after call sites are patched */
383 #define KMEM_ACCOUNTED_MASK \
384                 ((1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE) | (1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED))
385
386 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
387 static inline void memcg_kmem_set_active(struct mem_cgroup *memcg)
388 {
389         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
390 }
391
392 static bool memcg_kmem_is_active(struct mem_cgroup *memcg)
393 {
394         return test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
395 }
396
397 static void memcg_kmem_set_activated(struct mem_cgroup *memcg)
398 {
399         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
400 }
401
402 static void memcg_kmem_clear_activated(struct mem_cgroup *memcg)
403 {
404         clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
405 }
406
407 static void memcg_kmem_mark_dead(struct mem_cgroup *memcg)
408 {
409         /*
410          * Our caller must use css_get() first, because memcg_uncharge_kmem()
411          * will call css_put() if it sees the memcg is dead.
412          */
413         smp_wmb();
414         if (test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags))
415                 set_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD, &memcg->kmem_account_flags);
416 }
417
418 static bool memcg_kmem_test_and_clear_dead(struct mem_cgroup *memcg)
419 {
420         return test_and_clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD,
421                                   &memcg->kmem_account_flags);
422 }
423 #endif
424
425 /* Stuffs for move charges at task migration. */
426 /*
427  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" and
428  * "immigrate_flags" are treated as a left-shifted bitmap of these types.
429  */
430 enum move_type {
431         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
432         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
433         NR_MOVE_TYPE,
434 };
435
436 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
437 static struct move_charge_struct {
438         spinlock_t        lock; /* for from, to */
439         struct mem_cgroup *from;
440         struct mem_cgroup *to;
441         unsigned long immigrate_flags;
442         unsigned long precharge;
443         unsigned long moved_charge;
444         unsigned long moved_swap;
445         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
446         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
447 } mc = {
448         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
449         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
450 };
451
452 static bool move_anon(void)
453 {
454         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON, &mc.immigrate_flags);
455 }
456
457 static bool move_file(void)
458 {
459         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE, &mc.immigrate_flags);
460 }
461
462 /*
463  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
464  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
465  */
466 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
467 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
468
469 enum charge_type {
470         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
471         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
472         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
473         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
474         NR_CHARGE_TYPE,
475 };
476
477 /* for encoding cft->private value on file */
478 enum res_type {
479         _MEM,
480         _MEMSWAP,
481         _OOM_TYPE,
482         _KMEM,
483 };
484
485 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
486 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
487 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
488 /* Used for OOM nofiier */
489 #define OOM_CONTROL             (0)
490
491 /*
492  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
493  */
494 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
495 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
496 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
497 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
498
499 /*
500  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
501  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
502  * appearing has to hold it as well.
503  */
504 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
505
506 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg);
507
508 static inline
509 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
510 {
511         return container_of(s, struct mem_cgroup, css);
512 }
513
514 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
515 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
516 {
517         if (!memcg)
518                 memcg = root_mem_cgroup;
519         return &memcg->vmpressure;
520 }
521
522 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
523 {
524         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
525 }
526
527 struct vmpressure *css_to_vmpressure(struct cgroup_subsys_state *css)
528 {
529         return &mem_cgroup_from_css(css)->vmpressure;
530 }
531
532 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
533 {
534         return (memcg == root_mem_cgroup);
535 }
536
537 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
538 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
539
540 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
541 {
542         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
543                 struct mem_cgroup *memcg;
544                 struct cg_proto *cg_proto;
545
546                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
547
548                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
549                  * filled. It won't however, necessarily happen from
550                  * process context. So the test for root memcg given
551                  * the current task's memcg won't help us in this case.
552                  *
553                  * Respecting the original socket's memcg is a better
554                  * decision in this case.
555                  */
556                 if (sk->sk_cgrp) {
557                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
558                         css_get(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
559                         return;
560                 }
561
562                 rcu_read_lock();
563                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
564                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
565                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
566                     memcg_proto_active(cg_proto) && css_tryget(&memcg->css)) {
567                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
568                 }
569                 rcu_read_unlock();
570         }
571 }
572 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
573
574 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
575 {
576         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
577                 struct mem_cgroup *memcg;
578                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
579                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
580                 css_put(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
581         }
582 }
583
584 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
585 {
586         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
587                 return NULL;
588
589         return &memcg->tcp_mem.cg_proto;
590 }
591 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
592
593 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
594 {
595         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem.cg_proto))
596                 return;
597         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
598 }
599 #else
600 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
601 {
602 }
603 #endif
604
605 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
606 /*
607  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params->memcg_caches.
608  * There are two main reasons for not using the css_id for this:
609  *  1) this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
610  *     but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
611  *     memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
612  *     200 entry array for that.
613  *
614  *  2) In order not to violate the cgroup API, we would like to do all memory
615  *     allocation in ->create(). At that point, we haven't yet allocated the
616  *     css_id. Having a separate index prevents us from messing with the cgroup
617  *     core for this
618  *
619  * The current size of the caches array is stored in
620  * memcg_limited_groups_array_size.  It will double each time we have to
621  * increase it.
622  */
623 static DEFINE_IDA(kmem_limited_groups);
624 int memcg_limited_groups_array_size;
625
626 /*
627  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
628  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
629  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
630  * tunable, but that is strictly not necessary.
631  *
632  * MAX_SIZE should be as large as the number of css_ids. Ideally, we could get
633  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
634  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
635  * css_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
636  * increase ours as well if it increases.
637  */
638 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
639 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE 65535
640
641 /*
642  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
643  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
644  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
645  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
646  */
647 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
648 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
649
650 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
651 {
652         if (memcg_kmem_is_active(memcg)) {
653                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
654                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg->kmemcg_id);
655         }
656         /*
657          * This check can't live in kmem destruction function,
658          * since the charges will outlive the cgroup
659          */
660         WARN_ON(res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0);
661 }
662 #else
663 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
664 {
665 }
666 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
667
668 static void disarm_static_keys(struct mem_cgroup *memcg)
669 {
670         disarm_sock_keys(memcg);
671         disarm_kmem_keys(memcg);
672 }
673
674 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
675
676 static struct mem_cgroup_per_zone *
677 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
678 {
679         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
680         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
681 }
682
683 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
684 {
685         return &memcg->css;
686 }
687
688 static struct mem_cgroup_per_zone *
689 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
690 {
691         int nid = page_to_nid(page);
692         int zid = page_zonenum(page);
693
694         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
695 }
696
697 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
698 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
699 {
700         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
701 }
702
703 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
704 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
705 {
706         int nid = page_to_nid(page);
707         int zid = page_zonenum(page);
708
709         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
710 }
711
712 static void
713 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
714                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
715                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
716                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
717 {
718         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
719         struct rb_node *parent = NULL;
720         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
721
722         if (mz->on_tree)
723                 return;
724
725         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
726         if (!mz->usage_in_excess)
727                 return;
728         while (*p) {
729                 parent = *p;
730                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
731                                         tree_node);
732                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
733                         p = &(*p)->rb_left;
734                 /*
735                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
736                  * limit by the same amount
737                  */
738                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
739                         p = &(*p)->rb_right;
740         }
741         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
742         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
743         mz->on_tree = true;
744 }
745
746 static void
747 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
748                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
749                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
750 {
751         if (!mz->on_tree)
752                 return;
753         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
754         mz->on_tree = false;
755 }
756
757 static void
758 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
759                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
760                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
761 {
762         spin_lock(&mctz->lock);
763         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
764         spin_unlock(&mctz->lock);
765 }
766
767
768 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
769 {
770         unsigned long long excess;
771         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
772         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
773         int nid = page_to_nid(page);
774         int zid = page_zonenum(page);
775         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
776
777         /*
778          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
779          * because their event counter is not touched.
780          */
781         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
782                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
783                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
784                 /*
785                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
786                  * mem is over its softlimit.
787                  */
788                 if (excess || mz->on_tree) {
789                         spin_lock(&mctz->lock);
790                         /* if on-tree, remove it */
791                         if (mz->on_tree)
792                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
793                         /*
794                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
795                          * If excess is 0, no tree ops.
796                          */
797                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
798                         spin_unlock(&mctz->lock);
799                 }
800         }
801 }
802
803 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
804 {
805         int node, zone;
806         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
807         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
808
809         for_each_node(node) {
810                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
811                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
812                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
813                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
814                 }
815         }
816 }
817
818 static struct mem_cgroup_per_zone *
819 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
820 {
821         struct rb_node *rightmost = NULL;
822         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
823
824 retry:
825         mz = NULL;
826         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
827         if (!rightmost)
828                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
829
830         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
831         /*
832          * Remove the node now but someone else can add it back,
833          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
834          * position in the tree.
835          */
836         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
837         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
838                 !css_tryget(&mz->memcg->css))
839                 goto retry;
840 done:
841         return mz;
842 }
843
844 static struct mem_cgroup_per_zone *
845 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
846 {
847         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
848
849         spin_lock(&mctz->lock);
850         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
851         spin_unlock(&mctz->lock);
852         return mz;
853 }
854
855 /*
856  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
857  *
858  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
859  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
860  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
861  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
862  *
863  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
864  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
865  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
866  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
867  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
868  *
869  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
870  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
871  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
872  * implemented.
873  */
874 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
875                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
876 {
877         long val = 0;
878         int cpu;
879
880         get_online_cpus();
881         for_each_online_cpu(cpu)
882                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
883 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
884         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
885         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
886         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
887 #endif
888         put_online_cpus();
889         return val;
890 }
891
892 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
893                                          bool charge)
894 {
895         int val = (charge) ? 1 : -1;
896         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
897 }
898
899 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
900                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
901 {
902         unsigned long val = 0;
903         int cpu;
904
905         for_each_online_cpu(cpu)
906                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
907 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
908         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
909         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
910         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
911 #endif
912         return val;
913 }
914
915 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
916                                          struct page *page,
917                                          bool anon, int nr_pages)
918 {
919         preempt_disable();
920
921         /*
922          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
923          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
924          */
925         if (anon)
926                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
927                                 nr_pages);
928         else
929                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
930                                 nr_pages);
931
932         if (PageTransHuge(page))
933                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
934                                 nr_pages);
935
936         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
937         if (nr_pages > 0)
938                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
939         else {
940                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
941                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
942         }
943
944         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
945
946         preempt_enable();
947 }
948
949 unsigned long
950 mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
951 {
952         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
953
954         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
955         return mz->lru_size[lru];
956 }
957
958 static unsigned long
959 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
960                         unsigned int lru_mask)
961 {
962         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
963         enum lru_list lru;
964         unsigned long ret = 0;
965
966         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
967
968         for_each_lru(lru) {
969                 if (BIT(lru) & lru_mask)
970                         ret += mz->lru_size[lru];
971         }
972         return ret;
973 }
974
975 static unsigned long
976 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
977                         int nid, unsigned int lru_mask)
978 {
979         u64 total = 0;
980         int zid;
981
982         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
983                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
984                                                 nid, zid, lru_mask);
985
986         return total;
987 }
988
989 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
990                         unsigned int lru_mask)
991 {
992         int nid;
993         u64 total = 0;
994
995         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
996                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
997         return total;
998 }
999
1000 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
1001                                        enum mem_cgroup_events_target target)
1002 {
1003         unsigned long val, next;
1004
1005         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
1006         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
1007         /* from time_after() in jiffies.h */
1008         if ((long)next - (long)val < 0) {
1009                 switch (target) {
1010                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
1011                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
1012                         break;
1013                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
1014                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
1015                         break;
1016                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
1017                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
1018                         break;
1019                 default:
1020                         break;
1021                 }
1022                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
1023                 return true;
1024         }
1025         return false;
1026 }
1027
1028 /*
1029  * Check events in order.
1030  *
1031  */
1032 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
1033 {
1034         preempt_disable();
1035         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
1036         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1037                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
1038                 bool do_softlimit;
1039                 bool do_numainfo __maybe_unused;
1040
1041                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1042                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
1043 #if MAX_NUMNODES > 1
1044                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1045                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
1046 #endif
1047                 preempt_enable();
1048
1049                 mem_cgroup_threshold(memcg);
1050                 if (unlikely(do_softlimit))
1051                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
1052 #if MAX_NUMNODES > 1
1053                 if (unlikely(do_numainfo))
1054                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
1055 #endif
1056         } else
1057                 preempt_enable();
1058 }
1059
1060 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_cont(struct cgroup *cont)
1061 {
1062         return mem_cgroup_from_css(
1063                 cgroup_subsys_state(cont, mem_cgroup_subsys_id));
1064 }
1065
1066 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1067 {
1068         /*
1069          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1070          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1071          * So this can be called with p == NULL.
1072          */
1073         if (unlikely(!p))
1074                 return NULL;
1075
1076         return mem_cgroup_from_css(task_subsys_state(p, mem_cgroup_subsys_id));
1077 }
1078
1079 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1080 {
1081         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1082
1083         if (!mm)
1084                 return NULL;
1085         /*
1086          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
1087          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
1088          * pessimistic (rather than adding locks here).
1089          */
1090         rcu_read_lock();
1091         do {
1092                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1093                 if (unlikely(!memcg))
1094                         break;
1095         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1096         rcu_read_unlock();
1097         return memcg;
1098 }
1099
1100 /*
1101  * Returns a next (in a pre-order walk) alive memcg (with elevated css
1102  * ref. count) or NULL if the whole root's subtree has been visited.
1103  *
1104  * helper function to be used by mem_cgroup_iter
1105  */
1106 static struct mem_cgroup *__mem_cgroup_iter_next(struct mem_cgroup *root,
1107                 struct mem_cgroup *last_visited)
1108 {
1109         struct cgroup *prev_cgroup, *next_cgroup;
1110
1111         /*
1112          * Root is not visited by cgroup iterators so it needs an
1113          * explicit visit.
1114          */
1115         if (!last_visited)
1116                 return root;
1117
1118         prev_cgroup = (last_visited == root) ? NULL
1119                 : last_visited->css.cgroup;
1120 skip_node:
1121         next_cgroup = cgroup_next_descendant_pre(
1122                         prev_cgroup, root->css.cgroup);
1123
1124         /*
1125          * Even if we found a group we have to make sure it is
1126          * alive. css && !memcg means that the groups should be
1127          * skipped and we should continue the tree walk.
1128          * last_visited css is safe to use because it is
1129          * protected by css_get and the tree walk is rcu safe.
1130          */
1131         if (next_cgroup) {
1132                 struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_cont(
1133                                 next_cgroup);
1134                 if (css_tryget(&mem->css))
1135                         return mem;
1136                 else {
1137                         prev_cgroup = next_cgroup;
1138                         goto skip_node;
1139                 }
1140         }
1141
1142         return NULL;
1143 }
1144
1145 static void mem_cgroup_iter_invalidate(struct mem_cgroup *root)
1146 {
1147         /*
1148          * When a group in the hierarchy below root is destroyed, the
1149          * hierarchy iterator can no longer be trusted since it might
1150          * have pointed to the destroyed group.  Invalidate it.
1151          */
1152         atomic_inc(&root->dead_count);
1153 }
1154
1155 static struct mem_cgroup *
1156 mem_cgroup_iter_load(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1157                      struct mem_cgroup *root,
1158                      int *sequence)
1159 {
1160         struct mem_cgroup *position = NULL;
1161         /*
1162          * A cgroup destruction happens in two stages: offlining and
1163          * release.  They are separated by a RCU grace period.
1164          *
1165          * If the iterator is valid, we may still race with an
1166          * offlining.  The RCU lock ensures the object won't be
1167          * released, tryget will fail if we lost the race.
1168          */
1169         *sequence = atomic_read(&root->dead_count);
1170         if (iter->last_dead_count == *sequence) {
1171                 smp_rmb();
1172                 position = iter->last_visited;
1173                 if (position && !css_tryget(&position->css))
1174                         position = NULL;
1175         }
1176         return position;
1177 }
1178
1179 static void mem_cgroup_iter_update(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1180                                    struct mem_cgroup *last_visited,
1181                                    struct mem_cgroup *new_position,
1182                                    int sequence)
1183 {
1184         if (last_visited)
1185                 css_put(&last_visited->css);
1186         /*
1187          * We store the sequence count from the time @last_visited was
1188          * loaded successfully instead of rereading it here so that we
1189          * don't lose destruction events in between.  We could have
1190          * raced with the destruction of @new_position after all.
1191          */
1192         iter->last_visited = new_position;
1193         smp_wmb();
1194         iter->last_dead_count = sequence;
1195 }
1196
1197 /**
1198  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1199  * @root: hierarchy root
1200  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1201  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1202  *
1203  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1204  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1205  *
1206  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1207  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1208  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1209  *
1210  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
1211  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1212  * reclaimers operating on the same zone and priority.
1213  */
1214 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1215                                    struct mem_cgroup *prev,
1216                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1217 {
1218         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1219         struct mem_cgroup *last_visited = NULL;
1220
1221         if (mem_cgroup_disabled())
1222                 return NULL;
1223
1224         if (!root)
1225                 root = root_mem_cgroup;
1226
1227         if (prev && !reclaim)
1228                 last_visited = prev;
1229
1230         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1231                 if (prev)
1232                         goto out_css_put;
1233                 return root;
1234         }
1235
1236         rcu_read_lock();
1237         while (!memcg) {
1238                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1239                 int uninitialized_var(seq);
1240
1241                 if (reclaim) {
1242                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
1243                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
1244                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1245
1246                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
1247                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
1248                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation) {
1249                                 iter->last_visited = NULL;
1250                                 goto out_unlock;
1251                         }
1252
1253                         last_visited = mem_cgroup_iter_load(iter, root, &seq);
1254                 }
1255
1256                 memcg = __mem_cgroup_iter_next(root, last_visited);
1257
1258                 if (reclaim) {
1259                         mem_cgroup_iter_update(iter, last_visited, memcg, seq);
1260
1261                         if (!memcg)
1262                                 iter->generation++;
1263                         else if (!prev && memcg)
1264                                 reclaim->generation = iter->generation;
1265                 }
1266
1267                 if (prev && !memcg)
1268                         goto out_unlock;
1269         }
1270 out_unlock:
1271         rcu_read_unlock();
1272 out_css_put:
1273         if (prev && prev != root)
1274                 css_put(&prev->css);
1275
1276         return memcg;
1277 }
1278
1279 /**
1280  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1281  * @root: hierarchy root
1282  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1283  */
1284 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1285                            struct mem_cgroup *prev)
1286 {
1287         if (!root)
1288                 root = root_mem_cgroup;
1289         if (prev && prev != root)
1290                 css_put(&prev->css);
1291 }
1292
1293 /*
1294  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1295  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1296  * be used for reference counting.
1297  */
1298 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1299         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1300              iter != NULL;                              \
1301              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1302
1303 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1304         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1305              iter != NULL;                              \
1306              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1307
1308 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1309 {
1310         struct mem_cgroup *memcg;
1311
1312         rcu_read_lock();
1313         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1314         if (unlikely(!memcg))
1315                 goto out;
1316
1317         switch (idx) {
1318         case PGFAULT:
1319                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1320                 break;
1321         case PGMAJFAULT:
1322                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1323                 break;
1324         default:
1325                 BUG();
1326         }
1327 out:
1328         rcu_read_unlock();
1329 }
1330 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1331
1332 /**
1333  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1334  * @zone: zone of the wanted lruvec
1335  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1336  *
1337  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1338  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1339  * is disabled.
1340  */
1341 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1342                                       struct mem_cgroup *memcg)
1343 {
1344         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1345         struct lruvec *lruvec;
1346
1347         if (mem_cgroup_disabled()) {
1348                 lruvec = &zone->lruvec;
1349                 goto out;
1350         }
1351
1352         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1353         lruvec = &mz->lruvec;
1354 out:
1355         /*
1356          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1357          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1358          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1359          */
1360         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1361                 lruvec->zone = zone;
1362         return lruvec;
1363 }
1364
1365 /*
1366  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1367  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1368  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1369  *
1370  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1371  * 1. charge
1372  * 2. moving account
1373  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1374  * It is added to LRU before charge.
1375  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1376  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1377  */
1378
1379 /**
1380  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1381  * @page: the page
1382  * @zone: zone of the page
1383  */
1384 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1385 {
1386         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1387         struct mem_cgroup *memcg;
1388         struct page_cgroup *pc;
1389         struct lruvec *lruvec;
1390
1391         if (mem_cgroup_disabled()) {
1392                 lruvec = &zone->lruvec;
1393                 goto out;
1394         }
1395
1396         pc = lookup_page_cgroup(page);
1397         memcg = pc->mem_cgroup;
1398
1399         /*
1400          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1401          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1402          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1403          *
1404          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1405          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1406          * of pc->mem_cgroup safe.
1407          */
1408         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1409                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1410
1411         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1412         lruvec = &mz->lruvec;
1413 out:
1414         /*
1415          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1416          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1417          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1418          */
1419         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1420                 lruvec->zone = zone;
1421         return lruvec;
1422 }
1423
1424 /**
1425  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1426  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1427  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1428  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1429  *
1430  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1431  * lru list.
1432  */
1433 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1434                                 int nr_pages)
1435 {
1436         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1437         unsigned long *lru_size;
1438
1439         if (mem_cgroup_disabled())
1440                 return;
1441
1442         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1443         lru_size = mz->lru_size + lru;
1444         *lru_size += nr_pages;
1445         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1446 }
1447
1448 /*
1449  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1450  * hierarchy subtree
1451  */
1452 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1453                                   struct mem_cgroup *memcg)
1454 {
1455         if (root_memcg == memcg)
1456                 return true;
1457         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1458                 return false;
1459         return css_is_ancestor(&memcg->css, &root_memcg->css);
1460 }
1461
1462 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1463                                        struct mem_cgroup *memcg)
1464 {
1465         bool ret;
1466
1467         rcu_read_lock();
1468         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1469         rcu_read_unlock();
1470         return ret;
1471 }
1472
1473 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task,
1474                         const struct mem_cgroup *memcg)
1475 {
1476         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1477         struct task_struct *p;
1478         bool ret;
1479
1480         p = find_lock_task_mm(task);
1481         if (p) {
1482                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1483                 task_unlock(p);
1484         } else {
1485                 /*
1486                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1487                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1488                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1489                  */
1490                 rcu_read_lock();
1491                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1492                 if (curr)
1493                         css_get(&curr->css);
1494                 rcu_read_unlock();
1495         }
1496         if (!curr)
1497                 return false;
1498         /*
1499          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1500          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1501          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1502          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1503          */
1504         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1505         css_put(&curr->css);
1506         return ret;
1507 }
1508
1509 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1510 {
1511         unsigned long inactive_ratio;
1512         unsigned long inactive;
1513         unsigned long active;
1514         unsigned long gb;
1515
1516         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1517         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1518
1519         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1520         if (gb)
1521                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1522         else
1523                 inactive_ratio = 1;
1524
1525         return inactive * inactive_ratio < active;
1526 }
1527
1528 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1529         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1530
1531 /**
1532  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1533  * @memcg: the memory cgroup
1534  *
1535  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1536  * pages.
1537  */
1538 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1539 {
1540         unsigned long long margin;
1541
1542         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1543         if (do_swap_account)
1544                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1545         return margin >> PAGE_SHIFT;
1546 }
1547
1548 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1549 {
1550         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
1551
1552         /* root ? */
1553         if (cgrp->parent == NULL)
1554                 return vm_swappiness;
1555
1556         return memcg->swappiness;
1557 }
1558
1559 /*
1560  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1561  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1562  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1563  * rcu_read_lock(), like this:
1564  *
1565  *         CPU-A                                    CPU-B
1566  *                                              rcu_read_lock()
1567  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1568  *                                                   take heavy locks.
1569  *         synchronize_rcu()                    update something.
1570  *                                              rcu_read_unlock()
1571  *         start move here.
1572  */
1573
1574 /* for quick checking without looking up memcg */
1575 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1576
1577 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1578 {
1579         atomic_inc(&memcg_moving);
1580         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1581         synchronize_rcu();
1582 }
1583
1584 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1585 {
1586         /*
1587          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1588          * We check NULL in callee rather than caller.
1589          */
1590         if (memcg) {
1591                 atomic_dec(&memcg_moving);
1592                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1593         }
1594 }
1595
1596 /*
1597  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1598  *
1599  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1600  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1601  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1602  *
1603  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1604  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1605  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1606  */
1607
1608 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1609 {
1610         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1611         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1612 }
1613
1614 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1615 {
1616         struct mem_cgroup *from;
1617         struct mem_cgroup *to;
1618         bool ret = false;
1619         /*
1620          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1621          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1622          */
1623         spin_lock(&mc.lock);
1624         from = mc.from;
1625         to = mc.to;
1626         if (!from)
1627                 goto unlock;
1628
1629         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1630                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1631 unlock:
1632         spin_unlock(&mc.lock);
1633         return ret;
1634 }
1635
1636 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1637 {
1638         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1639                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1640                         DEFINE_WAIT(wait);
1641                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1642                         /* moving charge context might have finished. */
1643                         if (mc.moving_task)
1644                                 schedule();
1645                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1646                         return true;
1647                 }
1648         }
1649         return false;
1650 }
1651
1652 /*
1653  * Take this lock when
1654  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1655  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1656  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1657  */
1658 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1659                                   unsigned long *flags)
1660 {
1661         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1662 }
1663
1664 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1665                                 unsigned long *flags)
1666 {
1667         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1668 }
1669
1670 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1671 /**
1672  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1673  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1674  * @p: Task that is going to be killed
1675  *
1676  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1677  * enabled
1678  */
1679 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1680 {
1681         struct cgroup *task_cgrp;
1682         struct cgroup *mem_cgrp;
1683         /*
1684          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1685          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1686          * If this assumption is broken, revisit this code.
1687          */
1688         static char memcg_name[PATH_MAX];
1689         int ret;
1690         struct mem_cgroup *iter;
1691         unsigned int i;
1692
1693         if (!p)
1694                 return;
1695
1696         rcu_read_lock();
1697
1698         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1699         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1700
1701         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1702         if (ret < 0) {
1703                 /*
1704                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1705                  * But we'll still print out the usage information
1706                  */
1707                 rcu_read_unlock();
1708                 goto done;
1709         }
1710         rcu_read_unlock();
1711
1712         pr_info("Task in %s killed", memcg_name);
1713
1714         rcu_read_lock();
1715         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1716         if (ret < 0) {
1717                 rcu_read_unlock();
1718                 goto done;
1719         }
1720         rcu_read_unlock();
1721
1722         /*
1723          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1724          */
1725         pr_cont(" as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1726 done:
1727
1728         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1729                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1730                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1731                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1732         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1733                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1734                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1735                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1736         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1737                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) >> 10,
1738                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_LIMIT) >> 10,
1739                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_FAILCNT));
1740
1741         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1742                 pr_info("Memory cgroup stats");
1743
1744                 rcu_read_lock();
1745                 ret = cgroup_path(iter->css.cgroup, memcg_name, PATH_MAX);
1746                 if (!ret)
1747                         pr_cont(" for %s", memcg_name);
1748                 rcu_read_unlock();
1749                 pr_cont(":");
1750
1751                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1752                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1753                                 continue;
1754                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1755                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1756                 }
1757
1758                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1759                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1760                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1761
1762                 pr_cont("\n");
1763         }
1764 }
1765
1766 /*
1767  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1768  * 1(self count) if no children.
1769  */
1770 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1771 {
1772         int num = 0;
1773         struct mem_cgroup *iter;
1774
1775         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1776                 num++;
1777         return num;
1778 }
1779
1780 /*
1781  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1782  */
1783 static u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1784 {
1785         u64 limit;
1786
1787         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1788
1789         /*
1790          * Do not consider swap space if we cannot swap due to swappiness
1791          */
1792         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1793                 u64 memsw;
1794
1795                 limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1796                 memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1797
1798                 /*
1799                  * If memsw is finite and limits the amount of swap space
1800                  * available to this memcg, return that limit.
1801                  */
1802                 limit = min(limit, memsw);
1803         }
1804
1805         return limit;
1806 }
1807
1808 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1809                                      int order)
1810 {
1811         struct mem_cgroup *iter;
1812         unsigned long chosen_points = 0;
1813         unsigned long totalpages;
1814         unsigned int points = 0;
1815         struct task_struct *chosen = NULL;
1816
1817         /*
1818          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1819          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1820          * quickly exit and free its memory.
1821          */
1822         if (fatal_signal_pending(current) || current->flags & PF_EXITING) {
1823                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1824                 return;
1825         }
1826
1827         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1828         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) >> PAGE_SHIFT ? : 1;
1829         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1830                 struct cgroup *cgroup = iter->css.cgroup;
1831                 struct cgroup_iter it;
1832                 struct task_struct *task;
1833
1834                 cgroup_iter_start(cgroup, &it);
1835                 while ((task = cgroup_iter_next(cgroup, &it))) {
1836                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1837                                                         false)) {
1838                         case OOM_SCAN_SELECT:
1839                                 if (chosen)
1840                                         put_task_struct(chosen);
1841                                 chosen = task;
1842                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1843                                 get_task_struct(chosen);
1844                                 /* fall through */
1845                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1846                                 continue;
1847                         case OOM_SCAN_ABORT:
1848                                 cgroup_iter_end(cgroup, &it);
1849                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1850                                 if (chosen)
1851                                         put_task_struct(chosen);
1852                                 return;
1853                         case OOM_SCAN_OK:
1854                                 break;
1855                         };
1856                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1857                         if (points > chosen_points) {
1858                                 if (chosen)
1859                                         put_task_struct(chosen);
1860                                 chosen = task;
1861                                 chosen_points = points;
1862                                 get_task_struct(chosen);
1863                         }
1864                 }
1865                 cgroup_iter_end(cgroup, &it);
1866         }
1867
1868         if (!chosen)
1869                 return;
1870         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1871         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1872                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1873 }
1874
1875 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1876                                         gfp_t gfp_mask,
1877                                         unsigned long flags)
1878 {
1879         unsigned long total = 0;
1880         bool noswap = false;
1881         int loop;
1882
1883         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1884                 noswap = true;
1885         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1886                 noswap = true;
1887
1888         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1889                 if (loop)
1890                         drain_all_stock_async(memcg);
1891                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1892                 /*
1893                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1894                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1895                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1896                  */
1897                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1898                         break;
1899                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1900                         break;
1901                 /*
1902                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1903                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1904                  */
1905                 if (loop && !total)
1906                         break;
1907         }
1908         return total;
1909 }
1910
1911 /**
1912  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1913  * @memcg: the target memcg
1914  * @nid: the node ID to be checked.
1915  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1916  *
1917  * This function returns whether the specified memcg contains any
1918  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1919  * pages in the node.
1920  */
1921 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1922                 int nid, bool noswap)
1923 {
1924         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1925                 return true;
1926         if (noswap || !total_swap_pages)
1927                 return false;
1928         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1929                 return true;
1930         return false;
1931
1932 }
1933 #if MAX_NUMNODES > 1
1934
1935 /*
1936  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1937  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1938  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1939  *
1940  */
1941 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1942 {
1943         int nid;
1944         /*
1945          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1946          * pagein/pageout changes since the last update.
1947          */
1948         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1949                 return;
1950         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1951                 return;
1952
1953         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1954         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1955
1956         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1957
1958                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1959                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1960         }
1961
1962         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1963         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1964 }
1965
1966 /*
1967  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1968  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1969  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1970  *
1971  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1972  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1973  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1974  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1975  *
1976  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1977  */
1978 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1979 {
1980         int node;
1981
1982         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1983         node = memcg->last_scanned_node;
1984
1985         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1986         if (node == MAX_NUMNODES)
1987                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1988         /*
1989          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1990          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1991          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1992          * we use curret node.
1993          */
1994         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1995                 node = numa_node_id();
1996
1997         memcg->last_scanned_node = node;
1998         return node;
1999 }
2000
2001 /*
2002  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
2003  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
2004  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
2005  * enough new information. We need to do double check.
2006  */
2007 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
2008 {
2009         int nid;
2010
2011         /*
2012          * quick check...making use of scan_node.
2013          * We can skip unused nodes.
2014          */
2015         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
2016                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
2017                      nid < MAX_NUMNODES;
2018                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
2019
2020                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
2021                                 return true;
2022                 }
2023         }
2024         /*
2025          * Check rest of nodes.
2026          */
2027         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2028                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
2029                         continue;
2030                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
2031                         return true;
2032         }
2033         return false;
2034 }
2035
2036 #else
2037 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
2038 {
2039         return 0;
2040 }
2041
2042 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
2043 {
2044         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
2045 }
2046 #endif
2047
2048 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
2049                                    struct zone *zone,
2050                                    gfp_t gfp_mask,
2051                                    unsigned long *total_scanned)
2052 {
2053         struct mem_cgroup *victim = NULL;
2054         int total = 0;
2055         int loop = 0;
2056         unsigned long excess;
2057         unsigned long nr_scanned;
2058         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
2059                 .zone = zone,
2060                 .priority = 0,
2061         };
2062
2063         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
2064
2065         while (1) {
2066                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
2067                 if (!victim) {
2068                         loop++;
2069                         if (loop >= 2) {
2070                                 /*
2071                                  * If we have not been able to reclaim
2072                                  * anything, it might because there are
2073                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
2074                                  */
2075                                 if (!total)
2076                                         break;
2077                                 /*
2078                                  * We want to do more targeted reclaim.
2079                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
2080                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
2081                                  * coming back to reclaim from this cgroup
2082                                  */
2083                                 if (total >= (excess >> 2) ||
2084                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
2085                                         break;
2086                         }
2087                         continue;
2088                 }
2089                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
2090                         continue;
2091                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
2092                                                      zone, &nr_scanned);
2093                 *total_scanned += nr_scanned;
2094                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
2095                         break;
2096         }
2097         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
2098         return total;
2099 }
2100
2101 /*
2102  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
2103  * If someone is running, return false.
2104  * Has to be called with memcg_oom_lock
2105  */
2106 static bool mem_cgroup_oom_lock(struct mem_cgroup *memcg)
2107 {
2108         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
2109
2110         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2111                 if (iter->oom_lock) {
2112                         /*
2113                          * this subtree of our hierarchy is already locked
2114                          * so we cannot give a lock.
2115                          */
2116                         failed = iter;
2117                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2118                         break;
2119                 } else
2120                         iter->oom_lock = true;
2121         }
2122
2123         if (!failed)
2124                 return true;
2125
2126         /*
2127          * OK, we failed to lock the whole subtree so we have to clean up
2128          * what we set up to the failing subtree
2129          */
2130         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2131                 if (iter == failed) {
2132                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2133                         break;
2134                 }
2135                 iter->oom_lock = false;
2136         }
2137         return false;
2138 }
2139
2140 /*
2141  * Has to be called with memcg_oom_lock
2142  */
2143 static int mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
2144 {
2145         struct mem_cgroup *iter;
2146
2147         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2148                 iter->oom_lock = false;
2149         return 0;
2150 }
2151
2152 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2153 {
2154         struct mem_cgroup *iter;
2155
2156         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2157                 atomic_inc(&iter->under_oom);
2158 }
2159
2160 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2161 {
2162         struct mem_cgroup *iter;
2163
2164         /*
2165          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
2166          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
2167          * atomic_add_unless() here.
2168          */
2169         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2170                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
2171 }
2172
2173 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
2174 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
2175
2176 struct oom_wait_info {
2177         struct mem_cgroup *memcg;
2178         wait_queue_t    wait;
2179 };
2180
2181 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
2182         unsigned mode, int sync, void *arg)
2183 {
2184         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
2185         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
2186         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
2187
2188         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
2189         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
2190
2191         /*
2192          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
2193          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
2194          */
2195         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
2196                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
2197                 return 0;
2198         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
2199 }
2200
2201 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2202 {
2203         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
2204         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
2205 }
2206
2207 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
2208 {
2209         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
2210                 memcg_wakeup_oom(memcg);
2211 }
2212
2213 /*
2214  * try to call OOM killer. returns false if we should exit memory-reclaim loop.
2215  */
2216 static bool mem_cgroup_handle_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask,
2217                                   int order)
2218 {
2219         struct oom_wait_info owait;
2220         bool locked, need_to_kill;
2221
2222         owait.memcg = memcg;
2223         owait.wait.flags = 0;
2224         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2225         owait.wait.private = current;
2226         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
2227         need_to_kill = true;
2228         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2229
2230         /* At first, try to OOM lock hierarchy under memcg.*/
2231         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2232         locked = mem_cgroup_oom_lock(memcg);
2233         /*
2234          * Even if signal_pending(), we can't quit charge() loop without
2235          * accounting. So, UNINTERRUPTIBLE is appropriate. But SIGKILL
2236          * under OOM is always welcomed, use TASK_KILLABLE here.
2237          */
2238         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2239         if (!locked || memcg->oom_kill_disable)
2240                 need_to_kill = false;
2241         if (locked)
2242                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2243         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2244
2245         if (need_to_kill) {
2246                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2247                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order);
2248         } else {
2249                 schedule();
2250                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2251         }
2252         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2253         if (locked)
2254                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2255         memcg_wakeup_oom(memcg);
2256         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2257
2258         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2259
2260         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
2261                 return false;
2262         /* Give chance to dying process */
2263         schedule_timeout_uninterruptible(1);
2264         return true;
2265 }
2266
2267 /*
2268  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
2269  * generalized to update other statistics as well.
2270  *
2271  * Notes: Race condition
2272  *
2273  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
2274  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
2275  * to do so _always_.
2276  *
2277  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
2278  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
2279  * are no race with "charge".
2280  *
2281  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
2282  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
2283  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
2284  * by flags.
2285  *
2286  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
2287  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
2288  * If there is, we take a lock.
2289  */
2290
2291 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
2292                                 bool *locked, unsigned long *flags)
2293 {
2294         struct mem_cgroup *memcg;
2295         struct page_cgroup *pc;
2296
2297         pc = lookup_page_cgroup(page);
2298 again:
2299         memcg = pc->mem_cgroup;
2300         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2301                 return;
2302         /*
2303          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
2304          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
2305          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
2306          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
2307          */
2308         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
2309                 return;
2310
2311         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2312         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2313                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2314                 goto again;
2315         }
2316         *locked = true;
2317 }
2318
2319 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
2320 {
2321         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2322
2323         /*
2324          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
2325          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
2326          * should take move_lock_mem_cgroup().
2327          */
2328         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
2329 }
2330
2331 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
2332                                  enum mem_cgroup_page_stat_item idx, int val)
2333 {
2334         struct mem_cgroup *memcg;
2335         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2336         unsigned long uninitialized_var(flags);
2337
2338         if (mem_cgroup_disabled())
2339                 return;
2340
2341         memcg = pc->mem_cgroup;
2342         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2343                 return;
2344
2345         switch (idx) {
2346         case MEMCG_NR_FILE_MAPPED:
2347                 idx = MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED;
2348                 break;
2349         default:
2350                 BUG();
2351         }
2352
2353         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2354 }
2355
2356 /*
2357  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2358  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2359  */
2360 #define CHARGE_BATCH    32U
2361 struct memcg_stock_pcp {
2362         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2363         unsigned int nr_pages;
2364         struct work_struct work;
2365         unsigned long flags;
2366 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2367 };
2368 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2369 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2370
2371 /**
2372  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2373  * @memcg: memcg to consume from.
2374  * @nr_pages: how many pages to charge.
2375  *
2376  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2377  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2378  * service an allocation will refill the stock.
2379  *
2380  * returns true if successful, false otherwise.
2381  */
2382 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2383 {
2384         struct memcg_stock_pcp *stock;
2385         bool ret = true;
2386
2387         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2388                 return false;
2389
2390         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2391         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages)
2392                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2393         else /* need to call res_counter_charge */
2394                 ret = false;
2395         put_cpu_var(memcg_stock);
2396         return ret;
2397 }
2398
2399 /*
2400  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2401  */
2402 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2403 {
2404         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2405
2406         if (stock->nr_pages) {
2407                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2408
2409                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2410                 if (do_swap_account)
2411                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2412                 stock->nr_pages = 0;
2413         }
2414         stock->cached = NULL;
2415 }
2416
2417 /*
2418  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2419  * a thread which is pinned to local cpu.
2420  */
2421 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2422 {
2423         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2424         drain_stock(stock);
2425         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2426 }
2427
2428 static void __init memcg_stock_init(void)
2429 {
2430         int cpu;
2431
2432         for_each_possible_cpu(cpu) {
2433                 struct memcg_stock_pcp *stock =
2434                                         &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2435                 INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
2436         }
2437 }
2438
2439 /*
2440  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2441  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2442  */
2443 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2444 {
2445         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2446
2447         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2448                 drain_stock(stock);
2449                 stock->cached = memcg;
2450         }
2451         stock->nr_pages += nr_pages;
2452         put_cpu_var(memcg_stock);
2453 }
2454
2455 /*
2456  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2457  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2458  * until the work is done.
2459  */
2460 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2461 {
2462         int cpu, curcpu;
2463
2464         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2465         get_online_cpus();
2466         curcpu = get_cpu();
2467         for_each_online_cpu(cpu) {
2468                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2469                 struct mem_cgroup *memcg;
2470
2471                 memcg = stock->cached;
2472                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2473                         continue;
2474                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2475                         continue;
2476                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2477                         if (cpu == curcpu)
2478                                 drain_local_stock(&stock->work);
2479                         else
2480                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2481                 }
2482         }
2483         put_cpu();
2484
2485         if (!sync)
2486                 goto out;
2487
2488         for_each_online_cpu(cpu) {
2489                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2490                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2491                         flush_work(&stock->work);
2492         }
2493 out:
2494         put_online_cpus();
2495 }
2496
2497 /*
2498  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2499  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2500  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2501  * it.
2502  */
2503 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2504 {
2505         /*
2506          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2507          */
2508         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2509                 return;
2510         drain_all_stock(root_memcg, false);
2511         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2512 }
2513
2514 /* This is a synchronous drain interface. */
2515 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2516 {
2517         /* called when force_empty is called */
2518         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2519         drain_all_stock(root_memcg, true);
2520         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2521 }
2522
2523 /*
2524  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2525  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2526  */
2527 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2528 {
2529         int i;
2530
2531         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2532         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2533                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2534
2535                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2536                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2537         }
2538         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2539                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2540
2541                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2542                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2543         }
2544         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2545 }
2546
2547 static int __cpuinit memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2548                                         unsigned long action,
2549                                         void *hcpu)
2550 {
2551         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2552         struct memcg_stock_pcp *stock;
2553         struct mem_cgroup *iter;
2554
2555         if (action == CPU_ONLINE)
2556                 return NOTIFY_OK;
2557
2558         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2559                 return NOTIFY_OK;
2560
2561         for_each_mem_cgroup(iter)
2562                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2563
2564         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2565         drain_stock(stock);
2566         return NOTIFY_OK;
2567 }
2568
2569
2570 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2571 enum {
2572         CHARGE_OK,              /* success */
2573         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2574         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2575         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2576         CHARGE_OOM_DIE,         /* the current is killed because of OOM */
2577 };
2578
2579 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2580                                 unsigned int nr_pages, unsigned int min_pages,
2581                                 bool oom_check)
2582 {
2583         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2584         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2585         struct res_counter *fail_res;
2586         unsigned long flags = 0;
2587         int ret;
2588
2589         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2590
2591         if (likely(!ret)) {
2592                 if (!do_swap_account)
2593                         return CHARGE_OK;
2594                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2595                 if (likely(!ret))
2596                         return CHARGE_OK;
2597
2598                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2599                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2600                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2601         } else
2602                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2603         /*
2604          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2605          * single page instead.
2606          */
2607         if (nr_pages > min_pages)
2608                 return CHARGE_RETRY;
2609
2610         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2611                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2612
2613         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2614                 return CHARGE_NOMEM;
2615
2616         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2617         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2618                 return CHARGE_RETRY;
2619         /*
2620          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2621          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2622          * before killing the task.
2623          *
2624          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2625          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2626          * to regular pages anyway in case of failure.
2627          */
2628         if (nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) && ret)
2629                 return CHARGE_RETRY;
2630
2631         /*
2632          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2633          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2634          */
2635         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2636                 return CHARGE_RETRY;
2637
2638         /* If we don't need to call oom-killer at el, return immediately */
2639         if (!oom_check)
2640                 return CHARGE_NOMEM;
2641         /* check OOM */
2642         if (!mem_cgroup_handle_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize)))
2643                 return CHARGE_OOM_DIE;
2644
2645         return CHARGE_RETRY;
2646 }
2647
2648 /*
2649  * __mem_cgroup_try_charge() does
2650  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2651  * 2. update res_counter
2652  * 3. call memory reclaim if necessary.
2653  *
2654  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2655  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2656  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2657  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2658  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2659  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2660  *
2661  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2662  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2663  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2664  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2665  *
2666  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2667  * the oom-killer can be invoked.
2668  */
2669 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2670                                    gfp_t gfp_mask,
2671                                    unsigned int nr_pages,
2672                                    struct mem_cgroup **ptr,
2673                                    bool oom)
2674 {
2675         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2676         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2677         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2678         int ret;
2679
2680         /*
2681          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2682          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2683          * MEMDIE process.
2684          */
2685         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2686                      || fatal_signal_pending(current)))
2687                 goto bypass;
2688
2689         /*
2690          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2691          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2692          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2693          * set, if so charge the root memcg (happens for pagecache usage).
2694          */
2695         if (!*ptr && !mm)
2696                 *ptr = root_mem_cgroup;
2697 again:
2698         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2699                 memcg = *ptr;
2700                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2701                         goto done;
2702                 if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2703                         goto done;
2704                 css_get(&memcg->css);
2705         } else {
2706                 struct task_struct *p;
2707
2708                 rcu_read_lock();
2709                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2710                 /*
2711                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2712                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2713                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2714                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2715                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2716                  * small race, here.
2717                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2718                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2719                  */
2720                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2721                 if (!memcg)
2722                         memcg = root_mem_cgroup;
2723                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2724                         rcu_read_unlock();
2725                         goto done;
2726                 }
2727                 if (consume_stock(memcg, nr_pages)) {
2728                         /*
2729                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2730                          * But considering how consume_stok works, it's not
2731                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2732                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2733                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2734                          * calling consume_stock().
2735                          */
2736                         rcu_read_unlock();
2737                         goto done;
2738                 }
2739                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2740                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2741                         rcu_read_unlock();
2742                         goto again;
2743                 }
2744                 rcu_read_unlock();
2745         }
2746
2747         do {
2748                 bool oom_check;
2749
2750                 /* If killed, bypass charge */
2751                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2752                         css_put(&memcg->css);
2753                         goto bypass;
2754                 }
2755
2756                 oom_check = false;
2757                 if (oom && !nr_oom_retries) {
2758                         oom_check = true;
2759                         nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2760                 }
2761
2762                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch, nr_pages,
2763                     oom_check);
2764                 switch (ret) {
2765                 case CHARGE_OK:
2766                         break;
2767                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2768                         batch = nr_pages;
2769                         css_put(&memcg->css);
2770                         memcg = NULL;
2771                         goto again;
2772                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2773                         css_put(&memcg->css);
2774                         goto nomem;
2775                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2776                         if (!oom) {
2777                                 css_put(&memcg->css);
2778                                 goto nomem;
2779                         }
2780                         /* If oom, we never return -ENOMEM */
2781                         nr_oom_retries--;
2782                         break;
2783                 case CHARGE_OOM_DIE: /* Killed by OOM Killer */
2784                         css_put(&memcg->css);
2785                         goto bypass;
2786                 }
2787         } while (ret != CHARGE_OK);
2788
2789         if (batch > nr_pages)
2790                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2791         css_put(&memcg->css);
2792 done:
2793         *ptr = memcg;
2794         return 0;
2795 nomem:
2796         *ptr = NULL;
2797         return -ENOMEM;
2798 bypass:
2799         *ptr = root_mem_cgroup;
2800         return -EINTR;
2801 }
2802
2803 /*
2804  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2805  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2806  * gotten by try_charge().
2807  */
2808 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2809                                        unsigned int nr_pages)
2810 {
2811         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2812                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2813
2814                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2815                 if (do_swap_account)
2816                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2817         }
2818 }
2819
2820 /*
2821  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2822  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2823  */
2824 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2825                                         unsigned int nr_pages)
2826 {
2827         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2828
2829         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2830                 return;
2831
2832         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2833         if (do_swap_account)
2834                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2835                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2836 }
2837
2838 /*
2839  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2840  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling css_tryget if
2841  * the mem_cgroup is used for charging. (dropping refcnt from swap can be
2842  * called against removed memcg.)
2843  */
2844 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2845 {
2846         struct cgroup_subsys_state *css;
2847
2848         /* ID 0 is unused ID */
2849         if (!id)
2850                 return NULL;
2851         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2852         if (!css)
2853                 return NULL;
2854         return mem_cgroup_from_css(css);
2855 }
2856
2857 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2858 {
2859         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2860         struct page_cgroup *pc;
2861         unsigned short id;
2862         swp_entry_t ent;
2863
2864         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2865
2866         pc = lookup_page_cgroup(page);
2867         lock_page_cgroup(pc);
2868         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2869                 memcg = pc->mem_cgroup;
2870                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2871                         memcg = NULL;
2872         } else if (PageSwapCache(page)) {
2873                 ent.val = page_private(page);
2874                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2875                 rcu_read_lock();
2876                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2877                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2878                         memcg = NULL;
2879                 rcu_read_unlock();
2880         }
2881         unlock_page_cgroup(pc);
2882         return memcg;
2883 }
2884
2885 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2886                                        struct page *page,
2887                                        unsigned int nr_pages,
2888                                        enum charge_type ctype,
2889                                        bool lrucare)
2890 {
2891         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2892         struct zone *uninitialized_var(zone);
2893         struct lruvec *lruvec;
2894         bool was_on_lru = false;
2895         bool anon;
2896
2897         lock_page_cgroup(pc);
2898         VM_BUG_ON(PageCgroupUsed(pc));
2899         /*
2900          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2901          * accessed by any other context at this point.
2902          */
2903
2904         /*
2905          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2906          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2907          */
2908         if (lrucare) {
2909                 zone = page_zone(page);
2910                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2911                 if (PageLRU(page)) {
2912                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2913                         ClearPageLRU(page);
2914                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2915                         was_on_lru = true;
2916                 }
2917         }
2918
2919         pc->mem_cgroup = memcg;
2920         /*
2921          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2922          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2923          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2924          * before USED bit, we need memory barrier here.
2925          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2926          */
2927         smp_wmb();
2928         SetPageCgroupUsed(pc);
2929
2930         if (lrucare) {
2931                 if (was_on_lru) {
2932                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2933                         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2934                         SetPageLRU(page);
2935                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2936                 }
2937                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2938         }
2939
2940         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON)
2941                 anon = true;
2942         else
2943                 anon = false;
2944
2945         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, nr_pages);
2946         unlock_page_cgroup(pc);
2947
2948         /*
2949          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2950          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2951          * if they exceeds softlimit.
2952          */
2953         memcg_check_events(memcg, page);
2954 }
2955
2956 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
2957
2958 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2959 static inline bool memcg_can_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2960 {
2961         return !mem_cgroup_disabled() && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
2962                 (memcg->kmem_account_flags & KMEM_ACCOUNTED_MASK);
2963 }
2964
2965 /*
2966  * This is a bit cumbersome, but it is rarely used and avoids a backpointer
2967  * in the memcg_cache_params struct.
2968  */
2969 static struct kmem_cache *memcg_params_to_cache(struct memcg_cache_params *p)
2970 {
2971         struct kmem_cache *cachep;
2972
2973         VM_BUG_ON(p->is_root_cache);
2974         cachep = p->root_cache;
2975         return cachep->memcg_params->memcg_caches[memcg_cache_id(p->memcg)];
2976 }
2977
2978 #ifdef CONFIG_SLABINFO
2979 static int mem_cgroup_slabinfo_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
2980                                         struct seq_file *m)
2981 {
2982         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
2983         struct memcg_cache_params *params;
2984
2985         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
2986                 return -EIO;
2987
2988         print_slabinfo_header(m);
2989
2990         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
2991         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list)
2992                 cache_show(memcg_params_to_cache(params), m);
2993         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
2994
2995         return 0;
2996 }
2997 #endif
2998
2999 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp, u64 size)
3000 {
3001         struct res_counter *fail_res;
3002         struct mem_cgroup *_memcg;
3003         int ret = 0;
3004         bool may_oom;
3005
3006         ret = res_counter_charge(&memcg->kmem, size, &fail_res);
3007         if (ret)
3008                 return ret;
3009
3010         /*
3011          * Conditions under which we can wait for the oom_killer. Those are
3012          * the same conditions tested by the core page allocator
3013          */
3014         may_oom = (gfp & __GFP_FS) && !(gfp & __GFP_NORETRY);
3015
3016         _memcg = memcg;
3017         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp, size >> PAGE_SHIFT,
3018                                       &_memcg, may_oom);
3019
3020         if (ret == -EINTR)  {
3021                 /*
3022                  * __mem_cgroup_try_charge() chosed to bypass to root due to
3023                  * OOM kill or fatal signal.  Since our only options are to
3024                  * either fail the allocation or charge it to this cgroup, do
3025                  * it as a temporary condition. But we can't fail. From a
3026                  * kmem/slab perspective, the cache has already been selected,
3027                  * by mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
3028                  * our minds.
3029                  *
3030                  * This condition will only trigger if the task entered
3031                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed during
3032                  * __mem_cgroup_try_charge() above. Tasks that were already
3033                  * dying when the allocation triggers should have been already
3034                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
3035                  */
3036                 res_counter_charge_nofail(&memcg->res, size, &fail_res);
3037                 if (do_swap_account)
3038                         res_counter_charge_nofail(&memcg->memsw, size,
3039                                                   &fail_res);
3040                 ret = 0;
3041         } else if (ret)
3042                 res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size);
3043
3044         return ret;
3045 }
3046
3047 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, u64 size)
3048 {
3049         res_counter_uncharge(&memcg->res, size);
3050         if (do_swap_account)
3051                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, size);
3052
3053         /* Not down to 0 */
3054         if (res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size))
3055                 return;
3056
3057         /*
3058          * Releases a reference taken in kmem_cgroup_css_offline in case
3059          * this last uncharge is racing with the offlining code or it is
3060          * outliving the memcg existence.
3061          *
3062          * The memory barrier imposed by test&clear is paired with the
3063          * explicit one in memcg_kmem_mark_dead().
3064          */
3065         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
3066                 css_put(&memcg->css);
3067 }
3068
3069 void memcg_cache_list_add(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *cachep)
3070 {
3071         if (!memcg)
3072                 return;
3073
3074         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3075         list_add(&cachep->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
3076         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3077 }
3078
3079 /*
3080  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
3081  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
3082  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
3083  */
3084 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
3085 {
3086         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
3087 }
3088
3089 /*
3090  * This ends up being protected by the set_limit mutex, during normal
3091  * operation, because that is its main call site.
3092  *
3093  * But when we create a new cache, we can call this as well if its parent
3094  * is kmem-limited. That will have to hold set_limit_mutex as well.
3095  */
3096 int memcg_update_cache_sizes(struct mem_cgroup *memcg)
3097 {
3098         int num, ret;
3099
3100         num = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
3101                                 0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
3102         if (num < 0)
3103                 return num;
3104         /*
3105          * After this point, kmem_accounted (that we test atomically in
3106          * the beginning of this conditional), is no longer 0. This
3107          * guarantees only one process will set the following boolean
3108          * to true. We don't need test_and_set because we're protected
3109          * by the set_limit_mutex anyway.
3110          */
3111         memcg_kmem_set_activated(memcg);
3112
3113         ret = memcg_update_all_caches(num+1);
3114         if (ret) {
3115                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, num);
3116                 memcg_kmem_clear_activated(memcg);
3117                 return ret;
3118         }
3119
3120         memcg->kmemcg_id = num;
3121         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
3122         mutex_init(&memcg->slab_caches_mutex);
3123         return 0;
3124 }
3125
3126 static size_t memcg_caches_array_size(int num_groups)
3127 {
3128         ssize_t size;
3129         if (num_groups <= 0)
3130                 return 0;
3131
3132         size = 2 * num_groups;
3133         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
3134                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
3135         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
3136                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
3137
3138         return size;
3139 }
3140
3141 /*
3142  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
3143  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
3144  * calling this.
3145  */
3146 void memcg_update_array_size(int num)
3147 {
3148         if (num > memcg_limited_groups_array_size)
3149                 memcg_limited_groups_array_size = memcg_caches_array_size(num);
3150 }
3151
3152 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w);
3153
3154 int memcg_update_cache_size(struct kmem_cache *s, int num_groups)
3155 {
3156         struct memcg_cache_params *cur_params = s->memcg_params;
3157
3158         VM_BUG_ON(s->memcg_params && !s->memcg_params->is_root_cache);
3159
3160         if (num_groups > memcg_limited_groups_array_size) {
3161                 int i;
3162                 ssize_t size = memcg_caches_array_size(num_groups);
3163
3164                 size *= sizeof(void *);
3165                 size += sizeof(struct memcg_cache_params);
3166
3167                 s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3168                 if (!s->memcg_params) {
3169                         s->memcg_params = cur_params;
3170                         return -ENOMEM;
3171                 }
3172
3173                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3174
3175                 /*
3176                  * There is the chance it will be bigger than
3177                  * memcg_limited_groups_array_size, if we failed an allocation
3178                  * in a cache, in which case all caches updated before it, will
3179                  * have a bigger array.
3180                  *
3181                  * But if that is the case, the data after
3182                  * memcg_limited_groups_array_size is certainly unused
3183                  */
3184                 for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3185                         if (!cur_params->memcg_caches[i])
3186                                 continue;
3187                         s->memcg_params->memcg_caches[i] =
3188                                                 cur_params->memcg_caches[i];
3189                 }
3190
3191                 /*
3192                  * Ideally, we would wait until all caches succeed, and only
3193                  * then free the old one. But this is not worth the extra
3194                  * pointer per-cache we'd have to have for this.
3195                  *
3196                  * It is not a big deal if some caches are left with a size
3197                  * bigger than the others. And all updates will reset this
3198                  * anyway.
3199                  */
3200                 kfree(cur_params);
3201         }
3202         return 0;
3203 }
3204
3205 int memcg_register_cache(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s,
3206                          struct kmem_cache *root_cache)
3207 {
3208         size_t size = sizeof(struct memcg_cache_params);
3209
3210         if (!memcg_kmem_enabled())
3211                 return 0;
3212
3213         if (!memcg)
3214                 size += memcg_limited_groups_array_size * sizeof(void *);
3215
3216         s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3217         if (!s->memcg_params)
3218                 return -ENOMEM;
3219
3220         INIT_WORK(&s->memcg_params->destroy,
3221                         kmem_cache_destroy_work_func);
3222         if (memcg) {
3223                 s->memcg_params->memcg = memcg;
3224                 s->memcg_params->root_cache = root_cache;
3225         } else
3226                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3227
3228         return 0;
3229 }
3230
3231 void memcg_release_cache(struct kmem_cache *s)
3232 {
3233         struct kmem_cache *root;
3234         struct mem_cgroup *memcg;
3235         int id;
3236
3237         /*
3238          * This happens, for instance, when a root cache goes away before we
3239          * add any memcg.
3240          */
3241         if (!s->memcg_params)
3242                 return;
3243
3244         if (s->memcg_params->is_root_cache)
3245                 goto out;
3246
3247         memcg = s->memcg_params->memcg;
3248         id  = memcg_cache_id(memcg);
3249
3250         root = s->memcg_params->root_cache;
3251         root->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
3252
3253         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3254         list_del(&s->memcg_params->list);
3255         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3256
3257         css_put(&memcg->css);
3258 out:
3259         kfree(s->memcg_params);
3260 }
3261
3262 /*
3263  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
3264  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
3265  * enqueing new caches to be created.
3266  *
3267  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
3268  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
3269  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
3270  * objects during debug.
3271  *
3272  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
3273  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
3274  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
3275  * cache again, failing at the same point.
3276  *
3277  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
3278  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
3279  * inside the following two functions.
3280  */
3281 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
3282 {
3283         VM_BUG_ON(!current->mm);
3284         current->memcg_kmem_skip_account++;
3285 }
3286
3287 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
3288 {
3289         VM_BUG_ON(!current->mm);
3290         current->memcg_kmem_skip_account--;
3291 }
3292
3293 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w)
3294 {
3295         struct kmem_cache *cachep;
3296         struct memcg_cache_params *p;
3297
3298         p = container_of(w, struct memcg_cache_params, destroy);
3299
3300         cachep = memcg_params_to_cache(p);
3301
3302         /*
3303          * If we get down to 0 after shrink, we could delete right away.
3304          * However, memcg_release_pages() already puts us back in the workqueue
3305          * in that case. If we proceed deleting, we'll get a dangling
3306          * reference, and removing the object from the workqueue in that case
3307          * is unnecessary complication. We are not a fast path.
3308          *
3309          * Note that this case is fundamentally different from racing with
3310          * shrink_slab(): if memcg_cgroup_destroy_cache() is called in
3311          * kmem_cache_shrink, not only we would be reinserting a dead cache
3312          * into the queue, but doing so from inside the worker racing to
3313          * destroy it.
3314          *
3315          * So if we aren't down to zero, we'll just schedule a worker and try
3316          * again
3317          */
3318         if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) != 0) {
3319                 kmem_cache_shrink(cachep);
3320                 if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) == 0)
3321                         return;
3322         } else
3323                 kmem_cache_destroy(cachep);
3324 }
3325
3326 void mem_cgroup_destroy_cache(struct kmem_cache *cachep)
3327 {
3328         if (!cachep->memcg_params->dead)
3329                 return;
3330
3331         /*
3332          * There are many ways in which we can get here.
3333          *
3334          * We can get to a memory-pressure situation while the delayed work is
3335          * still pending to run. The vmscan shrinkers can then release all
3336          * cache memory and get us to destruction. If this is the case, we'll
3337          * be executed twice, which is a bug (the second time will execute over
3338          * bogus data). In this case, cancelling the work should be fine.
3339          *
3340          * But we can also get here from the worker itself, if
3341          * kmem_cache_shrink is enough to shake all the remaining objects and
3342          * get the page count to 0. In this case, we'll deadlock if we try to
3343          * cancel the work (the worker runs with an internal lock held, which
3344          * is the same lock we would hold for cancel_work_sync().)
3345          *
3346          * Since we can't possibly know who got us here, just refrain from
3347          * running if there is already work pending
3348          */
3349         if (work_pending(&cachep->memcg_params->destroy))
3350                 return;
3351         /*
3352          * We have to defer the actual destroying to a workqueue, because
3353          * we might currently be in a context that cannot sleep.
3354          */
3355         schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3356 }
3357
3358 /*
3359  * This lock protects updaters, not readers. We want readers to be as fast as
3360  * they can, and they will either see NULL or a valid cache value. Our model
3361  * allow them to see NULL, in which case the root memcg will be selected.
3362  *
3363  * We need this lock because multiple allocations to the same cache from a non
3364  * will span more than one worker. Only one of them can create the cache.
3365  */
3366 static DEFINE_MUTEX(memcg_cache_mutex);
3367
3368 /*
3369  * Called with memcg_cache_mutex held
3370  */
3371 static struct kmem_cache *kmem_cache_dup(struct mem_cgroup *memcg,
3372                                          struct kmem_cache *s)
3373 {
3374         struct kmem_cache *new;
3375         static char *tmp_name = NULL;
3376
3377         lockdep_assert_held(&memcg_cache_mutex);
3378
3379         /*
3380          * kmem_cache_create_memcg duplicates the given name and
3381          * cgroup_name for this name requires RCU context.
3382          * This static temporary buffer is used to prevent from
3383          * pointless shortliving allocation.
3384          */
3385         if (!tmp_name) {
3386                 tmp_name = kmalloc(PATH_MAX, GFP_KERNEL);
3387                 if (!tmp_name)
3388                         return NULL;
3389         }
3390
3391         rcu_read_lock();
3392         snprintf(tmp_name, PATH_MAX, "%s(%d:%s)", s->name,
3393                          memcg_cache_id(memcg), cgroup_name(memcg->css.cgroup));
3394         rcu_read_unlock();
3395
3396         new = kmem_cache_create_memcg(memcg, tmp_name, s->object_size, s->align,
3397                                       (s->flags & ~SLAB_PANIC), s->ctor, s);
3398
3399         if (new)
3400                 new->allocflags |= __GFP_KMEMCG;
3401
3402         return new;
3403 }
3404
3405 static struct kmem_cache *memcg_create_kmem_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3406                                                   struct kmem_cache *cachep)
3407 {
3408         struct kmem_cache *new_cachep;
3409         int idx;
3410
3411         BUG_ON(!memcg_can_account_kmem(memcg));
3412
3413         idx = memcg_cache_id(memcg);
3414
3415         mutex_lock(&memcg_cache_mutex);
3416         new_cachep = cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3417         if (new_cachep) {
3418                 css_put(&memcg->css);
3419                 goto out;
3420         }
3421
3422         new_cachep = kmem_cache_dup(memcg, cachep);
3423         if (new_cachep == NULL) {
3424                 new_cachep = cachep;
3425                 css_put(&memcg->css);
3426                 goto out;
3427         }
3428
3429         atomic_set(&new_cachep->memcg_params->nr_pages , 0);
3430
3431         cachep->memcg_params->memcg_caches[idx] = new_cachep;
3432         /*
3433          * the readers won't lock, make sure everybody sees the updated value,
3434          * so they won't put stuff in the queue again for no reason
3435          */
3436         wmb();
3437 out:
3438         mutex_unlock(&memcg_cache_mutex);
3439         return new_cachep;
3440 }
3441
3442 void kmem_cache_destroy_memcg_children(struct kmem_cache *s)
3443 {
3444         struct kmem_cache *c;
3445         int i;
3446
3447         if (!s->memcg_params)
3448                 return;
3449         if (!s->memcg_params->is_root_cache)
3450                 return;
3451
3452         /*
3453          * If the cache is being destroyed, we trust that there is no one else
3454          * requesting objects from it. Even if there are, the sanity checks in
3455          * kmem_cache_destroy should caught this ill-case.
3456          *
3457          * Still, we don't want anyone else freeing memcg_caches under our
3458          * noses, which can happen if a new memcg comes to life. As usual,
3459          * we'll take the set_limit_mutex to protect ourselves against this.
3460          */
3461         mutex_lock(&set_limit_mutex);
3462         for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3463                 c = s->memcg_params->memcg_caches[i];
3464                 if (!c)
3465                         continue;
3466
3467                 /*
3468                  * We will now manually delete the caches, so to avoid races
3469                  * we need to cancel all pending destruction workers and
3470                  * proceed with destruction ourselves.
3471                  *
3472                  * kmem_cache_destroy() will call kmem_cache_shrink internally,
3473                  * and that could spawn the workers again: it is likely that
3474                  * the cache still have active pages until this very moment.
3475                  * This would lead us back to mem_cgroup_destroy_cache.
3476                  *
3477                  * But that will not execute at all if the "dead" flag is not
3478                  * set, so flip it down to guarantee we are in control.
3479                  */
3480                 c->memcg_params->dead = false;
3481                 cancel_work_sync(&c->memcg_params->destroy);
3482                 kmem_cache_destroy(c);
3483         }
3484         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3485 }
3486
3487 struct create_work {
3488         struct mem_cgroup *memcg;
3489         struct kmem_cache *cachep;
3490         struct work_struct work;
3491 };
3492
3493 static void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3494 {
3495         struct kmem_cache *cachep;
3496         struct memcg_cache_params *params;
3497
3498         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3499                 return;
3500
3501         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3502         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list) {
3503                 cachep = memcg_params_to_cache(params);
3504                 cachep->memcg_params->dead = true;
3505                 schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3506         }
3507         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3508 }
3509
3510 static void memcg_create_cache_work_func(struct work_struct *w)
3511 {
3512         struct create_work *cw;
3513
3514         cw = container_of(w, struct create_work, work);
3515         memcg_create_kmem_cache(cw->memcg, cw->cachep);
3516         kfree(cw);
3517 }
3518
3519 /*
3520  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
3521  */
3522 static void __memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3523                                          struct kmem_cache *cachep)
3524 {
3525         struct create_work *cw;
3526
3527         cw = kmalloc(sizeof(struct create_work), GFP_NOWAIT);
3528         if (cw == NULL) {
3529                 css_put(&memcg->css);
3530                 return;
3531         }
3532
3533         cw->memcg = memcg;
3534         cw->cachep = cachep;
3535
3536         INIT_WORK(&cw->work, memcg_create_cache_work_func);
3537         schedule_work(&cw->work);
3538 }
3539
3540 static void memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3541                                        struct kmem_cache *cachep)
3542 {
3543         /*
3544          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
3545          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
3546          * in __memcg_create_cache_enqueue will recurse.
3547          *
3548          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
3549          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
3550          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
3551          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
3552          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
3553          */
3554         memcg_stop_kmem_account();
3555         __memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3556         memcg_resume_kmem_account();
3557 }
3558 /*
3559  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
3560  * We try to use the current memcg's version of the cache.
3561  *
3562  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
3563  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
3564  * in a workqueue.
3565  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
3566  * the original cache.
3567  *
3568  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
3569  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
3570  */
3571 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
3572                                           gfp_t gfp)
3573 {
3574         struct mem_cgroup *memcg;
3575         int idx;
3576
3577         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
3578         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
3579
3580         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3581                 return cachep;
3582
3583         rcu_read_lock();
3584         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
3585
3586         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
3587                 goto out;
3588
3589         idx = memcg_cache_id(memcg);
3590
3591         /*
3592          * barrier to mare sure we're always seeing the up to date value.  The
3593          * code updating memcg_caches will issue a write barrier to match this.
3594          */
3595         read_barrier_depends();
3596         if (likely(cachep->memcg_params->memcg_caches[idx])) {
3597                 cachep = cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3598                 goto out;
3599         }
3600
3601         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
3602         if (!css_tryget(&memcg->css))
3603                 goto out;
3604         rcu_read_unlock();
3605
3606         /*
3607          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
3608          * context), we could be be predictable and return right away.
3609          * This would guarantee that the allocation being performed
3610          * already belongs in the new cache.
3611          *
3612          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
3613          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
3614          * kmem_cache_dup, this means no further allocation could happen
3615          * with the slab_mutex held.
3616          *
3617          * Also, because cache creation issue get_online_cpus(), this
3618          * creates a lock chain: memcg_slab_mutex -> cpu_hotplug_mutex,
3619          * that ends up reversed during cpu hotplug. (cpuset allocates
3620          * a bunch of GFP_KERNEL memory during cpuup). Due to all that,
3621          * better to defer everything.
3622          */
3623         memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3624         return cachep;
3625 out:
3626         rcu_read_unlock();
3627         return cachep;
3628 }
3629 EXPORT_SYMBOL(__memcg_kmem_get_cache);
3630
3631 /*
3632  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
3633  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
3634  * need a further commit step to do the final arrangements.
3635  *
3636  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
3637  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
3638  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
3639  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
3640  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
3641  * the compiled-out case as well.
3642  *
3643  * Returning true means the allocation is possible.
3644  */
3645 bool
3646 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
3647 {
3648         struct mem_cgroup *memcg;
3649         int ret;
3650
3651         *_memcg = NULL;
3652
3653         /*
3654          * Disabling accounting is only relevant for some specific memcg
3655          * internal allocations. Therefore we would initially not have such
3656          * check here, since direct calls to the page allocator that are marked
3657          * with GFP_KMEMCG only happen outside memcg core. We are mostly
3658          * concerned with cache allocations, and by having this test at
3659          * memcg_kmem_get_cache, we are already able to relay the allocation to
3660          * the root cache and bypass the memcg cache altogether.
3661          *
3662          * There is one exception, though: the SLUB allocator does not create
3663          * large order caches, but rather service large kmallocs directly from
3664          * the page allocator. Therefore, the following sequence when backed by
3665          * the SLUB allocator:
3666          *
3667          *      memcg_stop_kmem_account();
3668          *      kmalloc(<large_number>)
3669          *      memcg_resume_kmem_account();
3670          *
3671          * would effectively ignore the fact that we should skip accounting,
3672          * since it will drive us directly to this function without passing
3673          * through the cache selector memcg_kmem_get_cache. Such large
3674          * allocations are extremely rare but can happen, for instance, for the
3675          * cache arrays. We bring this test here.
3676          */
3677         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3678                 return true;
3679
3680         memcg = try_get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
3681
3682         /*
3683          * very rare case described in mem_cgroup_from_task. Unfortunately there
3684          * isn't much we can do without complicating this too much, and it would
3685          * be gfp-dependent anyway. Just let it go
3686          */
3687         if (unlikely(!memcg))
3688                 return true;
3689
3690         if (!memcg_can_account_kmem(memcg)) {
3691                 css_put(&memcg->css);
3692                 return true;
3693         }
3694
3695         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, PAGE_SIZE << order);
3696         if (!ret)
3697                 *_memcg = memcg;
3698
3699         css_put(&memcg->css);
3700         return (ret == 0);
3701 }
3702
3703 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3704                               int order)
3705 {
3706         struct page_cgroup *pc;
3707
3708         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3709
3710         /* The page allocation failed. Revert */
3711         if (!page) {
3712                 memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3713                 return;
3714         }
3715
3716         pc = lookup_page_cgroup(page);
3717         lock_page_cgroup(pc);
3718         pc->mem_cgroup = memcg;
3719         SetPageCgroupUsed(pc);
3720         unlock_page_cgroup(pc);
3721 }
3722
3723 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
3724 {
3725         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3726         struct page_cgroup *pc;
3727
3728
3729         pc = lookup_page_cgroup(page);
3730         /*
3731          * Fast unlocked return. Theoretically might have changed, have to
3732          * check again after locking.
3733          */
3734         if (!PageCgroupUsed(pc))
3735                 return;
3736
3737         lock_page_cgroup(pc);
3738         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3739                 memcg = pc->mem_cgroup;
3740                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3741         }
3742         unlock_page_cgroup(pc);
3743
3744         /*
3745          * We trust that only if there is a memcg associated with the page, it
3746          * is a valid allocation
3747          */
3748         if (!memcg)
3749                 return;
3750
3751         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3752         memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3753 }
3754 #else
3755 static inline void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3756 {
3757 }
3758 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3759
3760 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3761
3762 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
3763 /*
3764  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3765  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
3766  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
3767  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
3768  */
3769 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3770 {
3771         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
3772         struct page_cgroup *pc;
3773         struct mem_cgroup *memcg;
3774         int i;
3775
3776         if (mem_cgroup_disabled())
3777                 return;
3778
3779         memcg = head_pc->mem_cgroup;
3780         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3781                 pc = head_pc + i;
3782                 pc->mem_cgroup = memcg;
3783                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
3784                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
3785         }
3786         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
3787                        HPAGE_PMD_NR);
3788 }
3789 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3790
3791 /**
3792  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3793  * @page: the page
3794  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3795  * @pc: page_cgroup of the page.
3796  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3797  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3798  *
3799  * The caller must confirm following.
3800  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3801  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3802  *
3803  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3804  * from old cgroup.
3805  */
3806 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3807                                    unsigned int nr_pages,
3808                                    struct page_cgroup *pc,
3809                                    struct mem_cgroup *from,
3810                                    struct mem_cgroup *to)
3811 {
3812         unsigned long flags;
3813         int ret;
3814         bool anon = PageAnon(page);
3815
3816         VM_BUG_ON(from == to);
3817         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
3818         /*
3819          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3820          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3821          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3822          * hold it.
3823          */
3824         ret = -EBUSY;
3825         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3826                 goto out;
3827
3828         lock_page_cgroup(pc);
3829
3830         ret = -EINVAL;
3831         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
3832                 goto unlock;
3833
3834         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
3835
3836         if (!anon && page_mapped(page)) {
3837                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup */
3838                 preempt_disable();
3839                 __this_cpu_dec(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
3840                 __this_cpu_inc(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
3841                 preempt_enable();
3842         }
3843         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, anon, -nr_pages);
3844
3845         /* caller should have done css_get */
3846         pc->mem_cgroup = to;
3847         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, anon, nr_pages);
3848         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
3849         ret = 0;
3850 unlock:
3851         unlock_page_cgroup(pc);
3852         /*
3853          * check events
3854          */
3855         memcg_check_events(to, page);
3856         memcg_check_events(from, page);
3857 out:
3858         return ret;
3859 }
3860
3861 /**
3862  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
3863  * @page: the page to move
3864  * @pc: page_cgroup of the page
3865  * @child: page's cgroup
3866  *
3867  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
3868  * parent (aka use_hierarchy==0).
3869  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
3870  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
3871  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
3872  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
3873  * on the next attempt and the call should be retried later.
3874  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
3875  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
3876  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
3877  * LRU or vanish.
3878  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
3879  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
3880  * disappear in the next attempt.
3881  */
3882 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
3883                                   struct page_cgroup *pc,
3884                                   struct mem_cgroup *child)
3885 {
3886         struct mem_cgroup *parent;
3887         unsigned int nr_pages;
3888         unsigned long uninitialized_var(flags);
3889         int ret;
3890
3891         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
3892
3893         ret = -EBUSY;
3894         if (!get_page_unless_zero(page))
3895                 goto out;
3896         if (isolate_lru_page(page))
3897                 goto put;
3898
3899         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
3900
3901         parent = parent_mem_cgroup(child);
3902         /*
3903          * If no parent, move charges to root cgroup.
3904          */
3905         if (!parent)
3906                 parent = root_mem_cgroup;
3907
3908         if (nr_pages > 1) {
3909                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3910                 flags = compound_lock_irqsave(page);
3911         }
3912
3913         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
3914                                 pc, child, parent);
3915         if (!ret)
3916                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
3917
3918         if (nr_pages > 1)
3919                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
3920         putback_lru_page(page);
3921 put:
3922         put_page(page);
3923 out:
3924         return ret;
3925 }
3926
3927 /*
3928  * Charge the memory controller for page usage.
3929  * Return
3930  * 0 if the charge was successful
3931  * < 0 if the cgroup is over its limit
3932  */
3933 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3934                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
3935 {
3936         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3937         unsigned int nr_pages = 1;
3938         bool oom = true;
3939         int ret;
3940
3941         if (PageTransHuge(page)) {
3942                 nr_pages <<= compound_order(page);
3943                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3944                 /*
3945                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
3946                  * fault handler will fall back to regular pages.
3947                  */
3948                 oom = false;
3949         }
3950
3951         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
3952         if (ret == -ENOMEM)
3953                 return ret;
3954         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, ctype, false);
3955         return 0;
3956 }
3957
3958 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
3959                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
3960 {
3961         if (mem_cgroup_disabled())
3962                 return 0;
3963         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3964         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3965         VM_BUG_ON(!mm);
3966         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
3967                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3968 }
3969
3970 /*
3971  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
3972  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
3973  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
3974  * "commit()" or removed by "cancel()"
3975  */
3976 static int __mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
3977                                           struct page *page,
3978                                           gfp_t mask,
3979                                           struct mem_cgroup **memcgp)
3980 {
3981         struct mem_cgroup *memcg;
3982         struct page_cgroup *pc;
3983         int ret;
3984
3985         pc = lookup_page_cgroup(page);
3986         /*
3987          * Every swap fault against a single page tries to charge the
3988          * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
3989          * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
3990          * the page lock, which serializes swap cache removal, which
3991          * in turn serializes uncharging.
3992          */
3993         if (PageCgroupUsed(pc))
3994                 return 0;
3995         if (!do_swap_account)
3996                 goto charge_cur_mm;
3997         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
3998         if (!memcg)
3999                 goto charge_cur_mm;
4000         *memcgp = memcg;
4001         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
4002         css_put(&memcg->css);
4003         if (ret == -EINTR)
4004                 ret = 0;
4005         return ret;
4006 charge_cur_mm:
4007         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
4008         if (ret == -EINTR)
4009                 ret = 0;
4010         return ret;
4011 }
4012
4013 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm, struct page *page,
4014                                  gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
4015 {
4016         *memcgp = NULL;
4017         if (mem_cgroup_disabled())
4018                 return 0;
4019         /*
4020          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already
4021          * updated the pte, and even removed page from swap cache: in
4022          * those cases unuse_pte()'s pte_same() test will fail; but
4023          * there's also a KSM case which does need to charge the page.
4024          */
4025         if (!PageSwapCache(page)) {
4026                 int ret;
4027
4028                 ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, 1, memcgp, true);
4029                 if (ret == -EINTR)
4030                         ret = 0;
4031                 return ret;
4032         }
4033         return __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, memcgp);
4034 }
4035
4036 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
4037 {
4038         if (mem_cgroup_disabled())
4039                 return;
4040         if (!memcg)
4041                 return;
4042         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
4043 }
4044
4045 static void
4046 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
4047                                         enum charge_type ctype)
4048 {
4049         if (mem_cgroup_disabled())
4050                 return;
4051         if (!memcg)
4052                 return;
4053
4054         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
4055         /*
4056          * Now swap is on-memory. This means this page may be
4057          * counted both as mem and swap....double count.
4058          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
4059          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
4060          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
4061          */
4062         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
4063                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
4064                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
4065         }
4066 }
4067
4068 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
4069                                      struct mem_cgroup *memcg)
4070 {
4071         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
4072                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
4073 }
4074
4075 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
4076                                 gfp_t gfp_mask)
4077 {
4078         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4079         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4080         int ret;
4081
4082         if (mem_cgroup_disabled())
4083                 return 0;
4084         if (PageCompound(page))
4085                 return 0;
4086
4087         if (!PageSwapCache(page))
4088                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
4089         else { /* page is swapcache/shmem */
4090                 ret = __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page,
4091                                                      gfp_mask, &memcg);
4092                 if (!ret)
4093                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
4094         }
4095         return ret;
4096 }
4097
4098 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
4099                                    unsigned int nr_pages,
4100                                    const enum charge_type ctype)
4101 {
4102         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
4103         bool uncharge_memsw = true;
4104
4105         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
4106         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
4107                 uncharge_memsw = false;
4108
4109         batch = &current->memcg_batch;
4110         /*
4111          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
4112          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
4113          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
4114          */
4115         if (!batch->memcg)
4116                 batch->memcg = memcg;
4117         /*
4118          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
4119          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
4120          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
4121          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
4122          * because we want to do uncharge as soon as possible.
4123          */
4124
4125         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
4126                 goto direct_uncharge;
4127
4128         if (nr_pages > 1)
4129                 goto direct_uncharge;
4130
4131         /*
4132          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
4133          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
4134          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
4135          */
4136         if (batch->memcg != memcg)
4137                 goto direct_uncharge;
4138         /* remember freed charge and uncharge it later */
4139         batch->nr_pages++;
4140         if (uncharge_memsw)
4141                 batch->memsw_nr_pages++;
4142         return;
4143 direct_uncharge:
4144         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
4145         if (uncharge_memsw)
4146                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
4147         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
4148                 memcg_oom_recover(memcg);
4149 }
4150
4151 /*
4152  * uncharge if !page_mapped(page)
4153  */
4154 static struct mem_cgroup *
4155 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype,
4156                              bool end_migration)
4157 {
4158         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4159         unsigned int nr_pages = 1;
4160         struct page_cgroup *pc;
4161         bool anon;
4162
4163         if (mem_cgroup_disabled())
4164                 return NULL;
4165
4166         if (PageTransHuge(page)) {
4167                 nr_pages <<= compound_order(page);
4168                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
4169         }
4170         /*
4171          * Check if our page_cgroup is valid
4172          */
4173         pc = lookup_page_cgroup(page);
4174         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
4175                 return NULL;
4176
4177         lock_page_cgroup(pc);
4178
4179         memcg = pc->mem_cgroup;
4180
4181         if (!PageCgroupUsed(pc))
4182                 goto unlock_out;
4183
4184         anon = PageAnon(page);
4185
4186         switch (ctype) {
4187         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON:
4188                 /*
4189                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
4190                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
4191                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
4192                  */
4193                 anon = true;
4194                 /* fallthrough */
4195         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
4196                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
4197                 if (page_mapped(page))
4198                         goto unlock_out;
4199                 /*
4200                  * Pages under migration may not be uncharged.  But
4201                  * end_migration() /must/ be the one uncharging the
4202                  * unused post-migration page and so it has to call
4203                  * here with the migration bit still set.  See the
4204                  * res_counter handling below.
4205                  */
4206                 if (!end_migration && PageCgroupMigration(pc))
4207                         goto unlock_out;
4208                 break;
4209         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
4210                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
4211                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
4212                                 goto unlock_out;
4213                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
4214                                 goto unlock_out;
4215                 break;
4216         default:
4217                 break;
4218         }
4219
4220         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, -nr_pages);
4221
4222         ClearPageCgroupUsed(pc);
4223         /*
4224          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
4225          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
4226          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
4227          * special functions.
4228          */
4229
4230         unlock_page_cgroup(pc);
4231         /*
4232          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
4233          * will never be freed, so it's safe to call css_get().
4234          */
4235         memcg_check_events(memcg, page);
4236         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
4237                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
4238                 css_get(&memcg->css);
4239         }
4240         /*
4241          * Migration does not charge the res_counter for the
4242          * replacement page, so leave it alone when phasing out the
4243          * page that is unused after the migration.
4244          */
4245         if (!end_migration && !mem_cgroup_is_root(memcg))
4246                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
4247
4248         return memcg;
4249
4250 unlock_out:
4251         unlock_page_cgroup(pc);
4252         return NULL;
4253 }
4254
4255 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
4256 {
4257         /* early check. */
4258         if (page_mapped(page))
4259                 return;
4260         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
4261         /*
4262          * If the page is in swap cache, uncharge should be deferred
4263          * to the swap path, which also properly accounts swap usage
4264          * and handles memcg lifetime.
4265          *
4266          * Note that this check is not stable and reclaim may add the
4267          * page to swap cache at any time after this.  However, if the
4268          * page is not in swap cache by the time page->mapcount hits
4269          * 0, there won't be any page table references to the swap
4270          * slot, and reclaim will free it and not actually write the
4271          * page to disk.
4272          */
4273         if (PageSwapCache(page))
4274                 return;
4275         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
4276 }
4277
4278 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
4279 {
4280         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
4281         VM_BUG_ON(page->mapping);
4282         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE, false);
4283 }
4284
4285 /*
4286  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
4287  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
4288  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
4289  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
4290  * This may be called prural(2) times in a context,
4291  */
4292
4293 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
4294 {
4295         current->memcg_batch.do_batch++;
4296         /* We can do nest. */
4297         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
4298                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
4299                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
4300                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
4301         }
4302 }
4303
4304 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
4305 {
4306         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
4307
4308         if (!batch->do_batch)
4309                 return;
4310
4311         batch->do_batch--;
4312         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
4313                 return;
4314
4315         if (!batch->memcg)
4316                 return;
4317         /*
4318          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
4319          * bacause we hide charges behind us.
4320          */
4321         if (batch->nr_pages)
4322                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
4323                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
4324         if (batch->memsw_nr_pages)
4325                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
4326                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
4327         memcg_oom_recover(batch->memcg);
4328         /* forget this pointer (for sanity check) */
4329         batch->memcg = NULL;
4330 }
4331
4332 #ifdef CONFIG_SWAP
4333 /*
4334  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
4335  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
4336  */
4337 void
4338 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
4339 {
4340         struct mem_cgroup *memcg;
4341         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
4342
4343         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
4344                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
4345
4346         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype, false);
4347
4348         /*
4349          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
4350          * css_get() was called in uncharge().
4351          */
4352         if (do_swap_account && swapout && memcg)
4353                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
4354 }
4355 #endif
4356
4357 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4358 /*
4359  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
4360  * uncharge "memsw" account.
4361  */
4362 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
4363 {
4364         struct mem_cgroup *memcg;
4365         unsigned short id;
4366
4367         if (!do_swap_account)
4368                 return;
4369
4370         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
4371         rcu_read_lock();
4372         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
4373         if (memcg) {
4374                 /*
4375                  * We uncharge this because swap is freed.
4376                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
4377                  */
4378                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4379                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
4380                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
4381                 css_put(&memcg->css);
4382         }
4383         rcu_read_unlock();
4384 }
4385
4386 /**
4387  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
4388  * @entry: swap entry to be moved
4389  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
4390  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
4391  *
4392  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
4393  * as the mem_cgroup's id of @from.
4394  *
4395  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
4396  *
4397  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
4398  * both res and memsw, and called css_get().
4399  */
4400 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4401                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4402 {
4403         unsigned short old_id, new_id;
4404
4405         old_id = css_id(&from->css);
4406         new_id = css_id(&to->css);
4407
4408         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
4409                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
4410                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
4411                 /*
4412                  * This function is only called from task migration context now.
4413                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
4414                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
4415                  * improvement. But we cannot postpone css_get(to)  because if
4416                  * the process that has been moved to @to does swap-in, the
4417                  * refcount of @to might be decreased to 0.
4418                  *
4419                  * We are in attach() phase, so the cgroup is guaranteed to be
4420                  * alive, so we can just call css_get().
4421                  */
4422                 css_get(&to->css);
4423                 return 0;
4424         }
4425         return -EINVAL;
4426 }
4427 #else
4428 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4429                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4430 {
4431         return -EINVAL;
4432 }
4433 #endif
4434
4435 /*
4436  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
4437  * page belongs to.
4438  */
4439 void mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page, struct page *newpage,
4440                                   struct mem_cgroup **memcgp)
4441 {
4442         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4443         unsigned int nr_pages = 1;
4444         struct page_cgroup *pc;
4445         enum charge_type ctype;
4446
4447         *memcgp = NULL;
4448
4449         if (mem_cgroup_disabled())
4450                 return;
4451
4452         if (PageTransHuge(page))
4453                 nr_pages <<= compound_order(page);
4454
4455         pc = lookup_page_cgroup(page);
4456         lock_page_cgroup(pc);
4457         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4458                 memcg = pc->mem_cgroup;
4459                 css_get(&memcg->css);
4460                 /*
4461                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
4462                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
4463                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
4464                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
4465                  * until end_migration() is called
4466                  *
4467                  * Corner Case Thinking
4468                  * A)
4469                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
4470                  * while migration was ongoing.
4471                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
4472                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
4473                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
4474                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
4475                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
4476                  *
4477                  * B)
4478                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
4479                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
4480                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
4481                  * without charging it again.
4482                  *
4483                  * C)
4484                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
4485                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
4486                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
4487                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
4488                  */
4489                 if (PageAnon(page))
4490                         SetPageCgroupMigration(pc);
4491         }
4492         unlock_page_cgroup(pc);
4493         /*
4494          * If the page is not charged at this point,
4495          * we return here.
4496          */
4497         if (!memcg)
4498                 return;
4499
4500         *memcgp = memcg;
4501         /*
4502          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
4503          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
4504          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
4505          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
4506          */
4507         if (PageAnon(page))
4508                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON;
4509         else
4510                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4511         /*
4512          * The page is committed to the memcg, but it's not actually
4513          * charged to the res_counter since we plan on replacing the
4514          * old one and only one page is going to be left afterwards.
4515          */
4516         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, nr_pages, ctype, false);
4517 }
4518
4519 /* remove redundant charge if migration failed*/
4520 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
4521         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
4522 {
4523         struct page *used, *unused;
4524         struct page_cgroup *pc;
4525         bool anon;
4526
4527         if (!memcg)
4528                 return;
4529
4530         if (!migration_ok) {
4531                 used = oldpage;
4532                 unused = newpage;
4533         } else {
4534                 used = newpage;
4535                 unused = oldpage;
4536         }
4537         anon = PageAnon(used);
4538         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
4539                                      anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON
4540                                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE,
4541                                      true);
4542         css_put(&memcg->css);
4543         /*
4544          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
4545          * of the page goes down to zero, temporarly.
4546          * Clear the flag and check the page should be charged.
4547          */
4548         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4549         lock_page_cgroup(pc);
4550         ClearPageCgroupMigration(pc);
4551         unlock_page_cgroup(pc);
4552
4553         /*
4554          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
4555          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
4556          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
4557          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
4558          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
4559          * check. (see prepare_charge() also)
4560          */
4561         if (anon)
4562                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
4563 }
4564
4565 /*
4566  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
4567  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
4568  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
4569  */
4570 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
4571                                   struct page *newpage)
4572 {
4573         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4574         struct page_cgroup *pc;
4575         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4576
4577         if (mem_cgroup_disabled())
4578                 return;
4579
4580         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4581         /* fix accounting on old pages */
4582         lock_page_cgroup(pc);
4583         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4584                 memcg = pc->mem_cgroup;
4585                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, oldpage, false, -1);
4586                 ClearPageCgroupUsed(pc);
4587         }
4588         unlock_page_cgroup(pc);
4589
4590         /*
4591          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
4592          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
4593          */
4594         if (!memcg)
4595                 return;
4596         /*
4597          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
4598          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
4599          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
4600          */
4601         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
4602 }
4603
4604 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4605 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
4606 {
4607         struct page_cgroup *pc;
4608
4609         pc = lookup_page_cgroup(page);
4610         /*
4611          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
4612          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
4613          * or when mem_cgroup_disabled().
4614          */
4615         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
4616                 return pc;
4617         return NULL;
4618 }
4619
4620 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
4621 {
4622         if (mem_cgroup_disabled())
4623                 return false;
4624
4625         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
4626 }
4627
4628 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
4629 {
4630         struct page_cgroup *pc;
4631
4632         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
4633         if (pc) {
4634                 pr_alert("pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
4635                          pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
4636         }
4637 }
4638 #endif
4639
4640 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4641                                 unsigned long long val)
4642 {
4643         int retry_count;
4644         u64 memswlimit, memlimit;
4645         int ret = 0;
4646         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4647         u64 curusage, oldusage;
4648         int enlarge;
4649
4650         /*
4651          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
4652          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
4653          * of # of children which we should visit in this loop.
4654          */
4655         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
4656
4657         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4658
4659         enlarge = 0;
4660         while (retry_count) {
4661                 if (signal_pending(current)) {
4662                         ret = -EINTR;
4663                         break;
4664                 }
4665                 /*
4666                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4667                  * open coded manner. You see what this really does.
4668                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4669                  */
4670                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4671                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4672                 if (memswlimit < val) {
4673                         ret = -EINVAL;
4674                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4675                         break;
4676                 }
4677
4678                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4679                 if (memlimit < val)
4680                         enlarge = 1;
4681
4682                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
4683                 if (!ret) {
4684                         if (memswlimit == val)
4685                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4686                         else
4687                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4688                 }
4689                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4690
4691                 if (!ret)
4692                         break;
4693
4694                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4695                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4696                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4697                 /* Usage is reduced ? */
4698                 if (curusage >= oldusage)
4699                         retry_count--;
4700                 else
4701                         oldusage = curusage;
4702         }
4703         if (!ret && enlarge)
4704                 memcg_oom_recover(memcg);
4705
4706         return ret;
4707 }
4708
4709 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4710                                         unsigned long long val)
4711 {
4712         int retry_count;
4713         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
4714         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4715         int ret = -EBUSY;
4716         int enlarge = 0;
4717
4718         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
4719         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4720         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4721         while (retry_count) {
4722                 if (signal_pending(current)) {
4723                         ret = -EINTR;
4724                         break;
4725                 }
4726                 /*
4727                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4728                  * open coded manner. You see what this really does.
4729                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4730                  */
4731                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4732                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4733                 if (memlimit > val) {
4734                         ret = -EINVAL;
4735                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4736                         break;
4737                 }
4738                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4739                 if (memswlimit < val)
4740                         enlarge = 1;
4741                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
4742                 if (!ret) {
4743                         if (memlimit == val)
4744                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4745                         else
4746                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4747                 }
4748                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4749
4750                 if (!ret)
4751                         break;
4752
4753                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4754                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
4755                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4756                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4757                 /* Usage is reduced ? */
4758                 if (curusage >= oldusage)
4759                         retry_count--;
4760                 else
4761                         oldusage = curusage;
4762         }
4763         if (!ret && enlarge)
4764                 memcg_oom_recover(memcg);
4765         return ret;
4766 }
4767
4768 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
4769                                             gfp_t gfp_mask,
4770                                             unsigned long *total_scanned)
4771 {
4772         unsigned long nr_reclaimed = 0;
4773         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
4774         unsigned long reclaimed;
4775         int loop = 0;
4776         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
4777         unsigned long long excess;
4778         unsigned long nr_scanned;
4779
4780         if (order > 0)
4781                 return 0;
4782
4783         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
4784         /*
4785          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
4786          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
4787          * pressure
4788          */
4789         do {
4790                 if (next_mz)
4791                         mz = next_mz;
4792                 else
4793                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4794                 if (!mz)
4795                         break;
4796
4797                 nr_scanned = 0;
4798                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
4799                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
4800                 nr_reclaimed += reclaimed;
4801                 *total_scanned += nr_scanned;
4802                 spin_lock(&mctz->lock);
4803
4804                 /*
4805                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
4806                  * it is time to move on to the next cgroup
4807                  */
4808                 next_mz = NULL;
4809                 if (!reclaimed) {
4810                         do {
4811                                 /*
4812                                  * Loop until we find yet another one.
4813                                  *
4814                                  * By the time we get the soft_limit lock
4815                                  * again, someone might have aded the
4816                                  * group back on the RB tree. Iterate to
4817                                  * make sure we get a different mem.
4818                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
4819                                  * NULL if no other cgroup is present on
4820                                  * the tree
4821                                  */
4822                                 next_mz =
4823                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4824                                 if (next_mz == mz)
4825                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
4826                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
4827                                         break;
4828                         } while (1);
4829                 }
4830                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
4831                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
4832                 /*
4833                  * One school of thought says that we should not add
4834                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
4835                  * But our reclaim could return 0, simply because due
4836                  * to priority we are exposing a smaller subset of
4837                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
4838                  * term TODO.
4839                  */
4840                 /* If excess == 0, no tree ops */
4841                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->memcg, mz, mctz, excess);
4842                 spin_unlock(&mctz->lock);
4843                 css_put(&mz->memcg->css);
4844                 loop++;
4845                 /*
4846                  * Could not reclaim anything and there are no more
4847                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
4848                  * reclaiming anything.
4849                  */
4850                 if (!nr_reclaimed &&
4851                         (next_mz == NULL ||
4852                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
4853                         break;
4854         } while (!nr_reclaimed);
4855         if (next_mz)
4856                 css_put(&next_mz->memcg->css);
4857         return nr_reclaimed;
4858 }
4859
4860 /**
4861  * mem_cgroup_force_empty_list - clears LRU of a group
4862  * @memcg: group to clear
4863  * @node: NUMA node
4864  * @zid: zone id
4865  * @lru: lru to to clear
4866  *
4867  * Traverse a specified page_cgroup list and try to drop them all.  This doesn't
4868  * reclaim the pages page themselves - pages are moved to the parent (or root)
4869  * group.
4870  */
4871 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
4872                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
4873 {
4874         struct lruvec *lruvec;
4875         unsigned long flags;
4876         struct list_head *list;
4877         struct page *busy;
4878         struct zone *zone;
4879
4880         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
4881         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
4882         list = &lruvec->lists[lru];
4883
4884         busy = NULL;
4885         do {
4886                 struct page_cgroup *pc;
4887                 struct page *page;
4888
4889                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
4890                 if (list_empty(list)) {
4891                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4892                         break;
4893                 }
4894                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
4895                 if (busy == page) {
4896                         list_move(&page->lru, list);
4897                         busy = NULL;
4898                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4899                         continue;
4900                 }
4901                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4902
4903                 pc = lookup_page_cgroup(page);
4904
4905                 if (mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg)) {
4906                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
4907                         busy = page;
4908                         cond_resched();
4909                 } else
4910                         busy = NULL;
4911         } while (!list_empty(list));
4912 }
4913
4914 /*
4915  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task by moving
4916  * all the charges and pages to the parent.
4917  * This enables deleting this mem_cgroup.
4918  *
4919  * Caller is responsible for holding css reference on the memcg.
4920  */
4921 static void mem_cgroup_reparent_charges(struct mem_cgroup *memcg)
4922 {
4923         int node, zid;
4924         u64 usage;
4925
4926         do {
4927                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
4928                 lru_add_drain_all();
4929                 drain_all_stock_sync(memcg);
4930                 mem_cgroup_start_move(memcg);
4931                 for_each_node_state(node, N_MEMORY) {
4932                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4933                                 enum lru_list lru;
4934                                 for_each_lru(lru) {
4935                                         mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
4936                                                         node, zid, lru);
4937                                 }
4938                         }
4939                 }
4940                 mem_cgroup_end_move(memcg);
4941                 memcg_oom_recover(memcg);
4942                 cond_resched();
4943
4944                 /*
4945                  * Kernel memory may not necessarily be trackable to a specific
4946                  * process. So they are not migrated, and therefore we can't
4947                  * expect their value to drop to 0 here.
4948                  * Having res filled up with kmem only is enough.
4949                  *
4950                  * This is a safety check because mem_cgroup_force_empty_list
4951                  * could have raced with mem_cgroup_replace_page_cache callers
4952                  * so the lru seemed empty but the page could have been added
4953                  * right after the check. RES_USAGE should be safe as we always
4954                  * charge before adding to the LRU.
4955                  */
4956                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) -
4957                         res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE);
4958         } while (usage > 0);
4959 }
4960
4961 /*
4962  * This mainly exists for tests during the setting of set of use_hierarchy.
4963  * Since this is the very setting we are changing, the current hierarchy value
4964  * is meaningless
4965  */
4966 static inline bool __memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4967 {
4968         struct cgroup *pos;
4969
4970         /* bounce at first found */
4971         cgroup_for_each_child(pos, memcg->css.cgroup)
4972                 return true;
4973         return false;
4974 }
4975
4976 /*
4977  * Must be called with memcg_create_mutex held, unless the cgroup is guaranteed
4978  * to be already dead (as in mem_cgroup_force_empty, for instance).  This is
4979  * from mem_cgroup_count_children(), in the sense that we don't really care how
4980  * many children we have; we only need to know if we have any.  It also counts
4981  * any memcg without hierarchy as infertile.
4982  */
4983 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4984 {
4985         return memcg->use_hierarchy && __memcg_has_children(memcg);
4986 }
4987
4988 /*
4989  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
4990  * the rest to the parent.
4991  *
4992  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
4993  */
4994 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
4995 {
4996         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4997         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
4998
4999         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
5000         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
5001                 return -EBUSY;
5002
5003         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
5004         lru_add_drain_all();
5005         /* try to free all pages in this cgroup */
5006         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
5007                 int progress;
5008
5009                 if (signal_pending(current))
5010                         return -EINTR;
5011
5012                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
5013                                                 false);
5014                 if (!progress) {
5015                         nr_retries--;
5016                         /* maybe some writeback is necessary */
5017                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
5018                 }
5019
5020         }
5021         lru_add_drain();
5022         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
5023
5024         return 0;
5025 }
5026
5027 static int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup *cont, unsigned int event)
5028 {
5029         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5030         int ret;
5031
5032         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
5033                 return -EINVAL;
5034         css_get(&memcg->css);
5035         ret = mem_cgroup_force_empty(memcg);
5036         css_put(&memcg->css);
5037
5038         return ret;
5039 }
5040
5041
5042 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
5043 {
5044         return mem_cgroup_from_cont(cont)->use_hierarchy;
5045 }
5046
5047 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5048                                         u64 val)
5049 {
5050         int retval = 0;
5051         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5052         struct cgroup *parent = cont->parent;
5053         struct mem_cgroup *parent_memcg = NULL;
5054
5055         if (parent)
5056                 parent_memcg = mem_cgroup_from_cont(parent);
5057
5058         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5059
5060         if (memcg->use_hierarchy == val)
5061                 goto out;
5062
5063         /*
5064          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
5065          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
5066          * occur, provided the current cgroup has no children.
5067          *
5068          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
5069          * set if there are no children.
5070          */
5071         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
5072                                 (val == 1 || val == 0)) {
5073                 if (!__memcg_has_children(memcg))
5074                         memcg->use_hierarchy = val;
5075                 else
5076                         retval = -EBUSY;
5077         } else
5078                 retval = -EINVAL;
5079
5080 out:
5081         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5082
5083         return retval;
5084 }
5085
5086
5087 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
5088                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
5089 {
5090         struct mem_cgroup *iter;
5091         long val = 0;
5092
5093         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
5094         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5095                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
5096
5097         if (val < 0) /* race ? */
5098                 val = 0;
5099         return val;
5100 }
5101
5102 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5103 {
5104         u64 val;
5105
5106         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5107                 if (!swap)
5108                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
5109                 else
5110                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
5111         }
5112
5113         /*
5114          * Transparent hugepages are still accounted for in MEM_CGROUP_STAT_RSS
5115          * as well as in MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE.
5116          */
5117         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
5118         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
5119
5120         if (swap)
5121                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
5122
5123         return val << PAGE_SHIFT;
5124 }
5125
5126 static ssize_t mem_cgroup_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5127                                struct file *file, char __user *buf,
5128                                size_t nbytes, loff_t *ppos)
5129 {
5130         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5131         char str[64];
5132         u64 val;
5133         int name, len;
5134         enum res_type type;
5135
5136         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5137         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5138
5139         switch (type) {
5140         case _MEM:
5141                 if (name == RES_USAGE)
5142                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
5143                 else
5144                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
5145                 break;
5146         case _MEMSWAP:
5147                 if (name == RES_USAGE)
5148                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
5149                 else
5150                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
5151                 break;
5152         case _KMEM:
5153                 val = res_counter_read_u64(&memcg->kmem, name);
5154                 break;
5155         default:
5156                 BUG();
5157         }
5158
5159         len = scnprintf(str, sizeof(str), "%llu\n", (unsigned long long)val);
5160         return simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, str, len);
5161 }
5162
5163 static int memcg_update_kmem_limit(struct cgroup *cont, u64 val)
5164 {
5165         int ret = -EINVAL;
5166 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5167         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5168         /*
5169          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
5170          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
5171          * already joined.
5172          *
5173          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
5174          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
5175          * place, which makes the value quite meaningless.
5176          *
5177          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
5178          * of course permitted.
5179          */
5180         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5181         mutex_lock(&set_limit_mutex);
5182         if (!memcg->kmem_account_flags && val != RESOURCE_MAX) {
5183                 if (cgroup_task_count(cont) || memcg_has_children(memcg)) {
5184                         ret = -EBUSY;
5185                         goto out;
5186                 }
5187                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
5188                 VM_BUG_ON(ret);
5189
5190                 ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
5191                 if (ret) {
5192                         res_counter_set_limit(&memcg->kmem, RESOURCE_MAX);
5193                         goto out;
5194                 }
5195                 static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5196                 /*
5197                  * setting the active bit after the inc will guarantee no one
5198                  * starts accounting before all call sites are patched
5199                  */
5200                 memcg_kmem_set_active(memcg);
5201         } else
5202                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
5203 out:
5204         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
5205         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5206 #endif
5207         return ret;
5208 }
5209
5210 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5211 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5212 {
5213         int ret = 0;
5214         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5215         if (!parent)
5216                 goto out;
5217
5218         memcg->kmem_account_flags = parent->kmem_account_flags;
5219         /*
5220          * When that happen, we need to disable the static branch only on those
5221          * memcgs that enabled it. To achieve this, we would be forced to
5222          * complicate the code by keeping track of which memcgs were the ones
5223          * that actually enabled limits, and which ones got it from its
5224          * parents.
5225          *
5226          * It is a lot simpler just to do static_key_slow_inc() on every child
5227          * that is accounted.
5228          */
5229         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5230                 goto out;
5231
5232         /*
5233          * __mem_cgroup_free() will issue static_key_slow_dec() because this
5234          * memcg is active already. If the later initialization fails then the
5235          * cgroup core triggers the cleanup so we do not have to do it here.
5236          */
5237         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5238
5239         mutex_lock(&set_limit_mutex);
5240         memcg_stop_kmem_account();
5241         ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
5242         memcg_resume_kmem_account();
5243         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
5244 out:
5245         return ret;
5246 }
5247 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
5248
5249 /*
5250  * The user of this function is...
5251  * RES_LIMIT.
5252  */
5253 static int mem_cgroup_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5254                             const char *buffer)
5255 {
5256         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5257         enum res_type type;
5258         int name;
5259         unsigned long long val;
5260         int ret;
5261
5262         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5263         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5264
5265         switch (name) {
5266         case RES_LIMIT:
5267                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
5268                         ret = -EINVAL;
5269                         break;
5270                 }
5271                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
5272                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5273                 if (ret)
5274                         break;
5275                 if (type == _MEM)
5276                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
5277                 else if (type == _MEMSWAP)
5278                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
5279                 else if (type == _KMEM)
5280                         ret = memcg_update_kmem_limit(cont, val);
5281                 else
5282                         return -EINVAL;
5283                 break;
5284         case RES_SOFT_LIMIT:
5285                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5286                 if (ret)
5287                         break;
5288                 /*
5289                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
5290                  * of semantics, for now, we support soft limits for
5291                  * control without swap
5292                  */
5293                 if (type == _MEM)
5294                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
5295                 else
5296                         ret = -EINVAL;
5297                 break;
5298         default:
5299                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
5300                 break;
5301         }
5302         return ret;
5303 }
5304
5305 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
5306                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
5307 {
5308         struct cgroup *cgroup;
5309         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
5310
5311         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5312         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5313         cgroup = memcg->css.cgroup;
5314         if (!memcg->use_hierarchy)
5315                 goto out;
5316
5317         while (cgroup->parent) {
5318                 cgroup = cgroup->parent;
5319                 memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
5320                 if (!memcg->use_hierarchy)
5321                         break;
5322                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5323                 min_limit = min(min_limit, tmp);
5324                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5325                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
5326         }
5327 out:
5328         *mem_limit = min_limit;
5329         *memsw_limit = min_memsw_limit;
5330 }
5331
5332 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup *cont, unsigned int event)
5333 {
5334         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5335         int name;
5336         enum res_type type;
5337
5338         type = MEMFILE_TYPE(event);
5339         name = MEMFILE_ATTR(event);
5340
5341         switch (name) {
5342         case RES_MAX_USAGE:
5343                 if (type == _MEM)
5344                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
5345                 else if (type == _MEMSWAP)
5346                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
5347                 else if (type == _KMEM)
5348                         res_counter_reset_max(&memcg->kmem);
5349                 else
5350                         return -EINVAL;
5351                 break;
5352         case RES_FAILCNT:
5353                 if (type == _MEM)
5354                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
5355                 else if (type == _MEMSWAP)
5356                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
5357                 else if (type == _KMEM)
5358                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->kmem);
5359                 else
5360                         return -EINVAL;
5361                 break;
5362         }
5363
5364         return 0;
5365 }
5366
5367 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup *cgrp,
5368                                         struct cftype *cft)
5369 {
5370         return mem_cgroup_from_cont(cgrp)->move_charge_at_immigrate;
5371 }
5372
5373 #ifdef CONFIG_MMU
5374 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
5375                                         struct cftype *cft, u64 val)
5376 {
5377         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5378
5379         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
5380                 return -EINVAL;
5381
5382         /*
5383          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
5384          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
5385          * on with stale data. This means that changes to this value will only
5386          * affect task migrations starting after the change.
5387          */
5388         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
5389         return 0;
5390 }
5391 #else
5392 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
5393                                         struct cftype *cft, u64 val)
5394 {
5395         return -ENOSYS;
5396 }
5397 #endif
5398
5399 #ifdef CONFIG_NUMA
5400 static int memcg_numa_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5401                                       struct seq_file *m)
5402 {
5403         int nid;
5404         unsigned long total_nr, file_nr, anon_nr, unevictable_nr;
5405         unsigned long node_nr;
5406         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5407
5408         total_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL);
5409         seq_printf(m, "total=%lu", total_nr);
5410         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5411                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL);
5412                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5413         }
5414         seq_putc(m, '\n');
5415
5416         file_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_FILE);
5417         seq_printf(m, "file=%lu", file_nr);
5418         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5419                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5420                                 LRU_ALL_FILE);
5421                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5422         }
5423         seq_putc(m, '\n');
5424
5425         anon_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_ANON);
5426         seq_printf(m, "anon=%lu", anon_nr);
5427         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5428                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5429                                 LRU_ALL_ANON);
5430                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5431         }
5432         seq_putc(m, '\n');
5433
5434         unevictable_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
5435         seq_printf(m, "unevictable=%lu", unevictable_nr);
5436         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5437                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5438                                 BIT(LRU_UNEVICTABLE));
5439                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5440         }
5441         seq_putc(m, '\n');
5442         return 0;
5443 }
5444 #endif /* CONFIG_NUMA */
5445
5446 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
5447 {
5448         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
5449 }
5450
5451 static int memcg_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5452                                  struct seq_file *m)
5453 {
5454         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5455         struct mem_cgroup *mi;
5456         unsigned int i;
5457
5458         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5459                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5460                         continue;
5461                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
5462                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
5463         }
5464
5465         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
5466                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
5467                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
5468
5469         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
5470                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
5471                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
5472
5473         /* Hierarchical information */
5474         {
5475                 unsigned long long limit, memsw_limit;
5476                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
5477                 seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n", limit);
5478                 if (do_swap_account)
5479                         seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
5480                                    memsw_limit);
5481         }
5482
5483         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5484                 long long val = 0;
5485
5486                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5487                         continue;
5488                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5489                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
5490                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
5491         }
5492
5493         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
5494                 unsigned long long val = 0;
5495
5496                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5497                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
5498                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
5499                            mem_cgroup_events_names[i], val);
5500         }
5501
5502         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
5503                 unsigned long long val = 0;
5504
5505                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5506                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
5507                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
5508         }
5509
5510 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5511         {
5512                 int nid, zid;
5513                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5514                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
5515                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
5516                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
5517
5518                 for_each_online_node(nid)
5519                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
5520                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
5521                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
5522
5523                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
5524                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
5525                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
5526                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
5527                         }
5528                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
5529                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
5530                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
5531                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
5532         }
5533 #endif
5534
5535         return 0;
5536 }
5537
5538 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
5539 {
5540         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5541
5542         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
5543 }
5544
5545 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
5546                                        u64 val)
5547 {
5548         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5549         struct mem_cgroup *parent;
5550
5551         if (val > 100)
5552                 return -EINVAL;
5553
5554         if (cgrp->parent == NULL)
5555                 return -EINVAL;
5556
5557         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
5558
5559         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5560
5561         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
5562         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5563                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5564                 return -EINVAL;
5565         }
5566
5567         memcg->swappiness = val;
5568
5569         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5570
5571         return 0;
5572 }
5573
5574 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5575 {
5576         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
5577         u64 usage;
5578         int i;
5579
5580         rcu_read_lock();
5581         if (!swap)
5582                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
5583         else
5584                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
5585
5586         if (!t)
5587                 goto unlock;
5588
5589         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
5590
5591         /*
5592          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
5593          * If it's not true, a threshold was crossed after last
5594          * call of __mem_cgroup_threshold().
5595          */
5596         i = t->current_threshold;
5597
5598         /*
5599          * Iterate backward over array of thresholds starting from
5600          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
5601          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
5602          * only one element of the array here.
5603          */
5604         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
5605                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5606
5607         /* i = current_threshold + 1 */
5608         i++;
5609
5610         /*
5611          * Iterate forward over array of thresholds starting from
5612          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
5613          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
5614          * only one element of the array here.
5615          */
5616         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
5617                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5618
5619         /* Update current_threshold */
5620         t->current_threshold = i - 1;
5621 unlock:
5622         rcu_read_unlock();
5623 }
5624
5625 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
5626 {
5627         while (memcg) {
5628                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
5629                 if (do_swap_account)
5630                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
5631
5632                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5633         }
5634 }
5635
5636 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
5637 {
5638         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
5639         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
5640
5641         return _a->threshold - _b->threshold;
5642 }
5643
5644 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
5645 {
5646         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
5647
5648         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
5649                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
5650         return 0;
5651 }
5652
5653 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
5654 {
5655         struct mem_cgroup *iter;
5656
5657         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5658                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
5659 }
5660
5661 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup *cgrp,
5662         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5663 {
5664         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5665         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5666         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5667         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5668         u64 threshold, usage;
5669         int i, size, ret;
5670
5671         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
5672         if (ret)
5673                 return ret;
5674
5675         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5676
5677         if (type == _MEM)
5678                 thresholds = &memcg->thresholds;
5679         else if (type == _MEMSWAP)
5680                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5681         else
5682                 BUG();
5683
5684         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5685
5686         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
5687         if (thresholds->primary)
5688                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5689
5690         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
5691
5692         /* Allocate memory for new array of thresholds */
5693         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5694                         GFP_KERNEL);
5695         if (!new) {
5696                 ret = -ENOMEM;
5697                 goto unlock;
5698         }
5699         new->size = size;
5700
5701         /* Copy thresholds (if any) to new array */
5702         if (thresholds->primary) {
5703                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
5704                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
5705         }
5706
5707         /* Add new threshold */
5708         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
5709         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
5710
5711         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
5712         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5713                         compare_thresholds, NULL);
5714
5715         /* Find current threshold */
5716         new->current_threshold = -1;
5717         for (i = 0; i < size; i++) {
5718                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
5719                         /*
5720                          * new->current_threshold will not be used until
5721                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5722                          * it here.
5723                          */
5724                         ++new->current_threshold;
5725                 } else
5726                         break;
5727         }
5728
5729         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
5730         kfree(thresholds->spare);
5731         thresholds->spare = thresholds->primary;
5732
5733         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5734
5735         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5736         synchronize_rcu();
5737
5738 unlock:
5739         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5740
5741         return ret;
5742 }
5743
5744 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
5745         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5746 {
5747         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5748         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5749         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5750         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5751         u64 usage;
5752         int i, j, size;
5753
5754         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5755         if (type == _MEM)
5756                 thresholds = &memcg->thresholds;
5757         else if (type == _MEMSWAP)
5758                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5759         else
5760                 BUG();
5761
5762         if (!thresholds->primary)
5763                 goto unlock;
5764
5765         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5766
5767         /* Check if a threshold crossed before removing */
5768         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5769
5770         /* Calculate new number of threshold */
5771         size = 0;
5772         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5773                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
5774                         size++;
5775         }
5776
5777         new = thresholds->spare;
5778
5779         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
5780         if (!size) {
5781                 kfree(new);
5782                 new = NULL;
5783                 goto swap_buffers;
5784         }
5785
5786         new->size = size;
5787
5788         /* Copy thresholds and find current threshold */
5789         new->current_threshold = -1;
5790         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5791                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
5792                         continue;
5793
5794                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
5795                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
5796                         /*
5797                          * new->current_threshold will not be used
5798                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5799                          * it here.
5800                          */
5801                         ++new->current_threshold;
5802                 }
5803                 j++;
5804         }
5805
5806 swap_buffers:
5807         /* Swap primary and spare array */
5808         thresholds->spare = thresholds->primary;
5809         /* If all events are unregistered, free the spare array */
5810         if (!new) {
5811                 kfree(thresholds->spare);
5812                 thresholds->spare = NULL;
5813         }
5814
5815         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5816
5817         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5818         synchronize_rcu();
5819 unlock:
5820         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5821 }
5822
5823 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup *cgrp,
5824         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5825 {
5826         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5827         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
5828         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5829
5830         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5831         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5832         if (!event)
5833                 return -ENOMEM;
5834
5835         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5836
5837         event->eventfd = eventfd;
5838         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
5839
5840         /* already in OOM ? */
5841         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5842                 eventfd_signal(eventfd, 1);
5843         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5844
5845         return 0;
5846 }
5847
5848 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
5849         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5850 {
5851         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5852         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
5853         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5854
5855         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5856
5857         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5858
5859         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
5860                 if (ev->eventfd == eventfd) {
5861                         list_del(&ev->list);
5862                         kfree(ev);
5863                 }
5864         }
5865
5866         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5867 }
5868
5869 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup *cgrp,
5870         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
5871 {
5872         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5873
5874         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", memcg->oom_kill_disable);
5875
5876         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5877                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
5878         else
5879                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
5880         return 0;
5881 }
5882
5883 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup *cgrp,
5884         struct cftype *cft, u64 val)
5885 {
5886         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5887         struct mem_cgroup *parent;
5888
5889         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
5890         if (!cgrp->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
5891                 return -EINVAL;
5892
5893         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
5894
5895         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5896         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
5897         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5898                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5899                 return -EINVAL;
5900         }
5901         memcg->oom_kill_disable = val;
5902         if (!val)
5903                 memcg_oom_recover(memcg);
5904         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5905         return 0;
5906 }
5907
5908 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5909 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5910 {
5911         int ret;
5912
5913         memcg->kmemcg_id = -1;
5914         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
5915         if (ret)
5916                 return ret;
5917
5918         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
5919 }
5920
5921 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5922 {
5923         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
5924 }
5925
5926 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5927 {
5928         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5929                 return;
5930
5931         /*
5932          * kmem charges can outlive the cgroup. In the case of slab
5933          * pages, for instance, a page contain objects from various
5934          * processes. As we prevent from taking a reference for every
5935          * such allocation we have to be careful when doing uncharge
5936          * (see memcg_uncharge_kmem) and here during offlining.
5937          *
5938          * The idea is that that only the _last_ uncharge which sees
5939          * the dead memcg will drop the last reference. An additional
5940          * reference is taken here before the group is marked dead
5941          * which is then paired with css_put during uncharge resp. here.
5942          *
5943          * Although this might sound strange as this path is called from
5944          * css_offline() when the referencemight have dropped down to 0
5945          * and shouldn't be incremented anymore (css_tryget would fail)
5946          * we do not have other options because of the kmem allocations
5947          * lifetime.
5948          */
5949         css_get(&memcg->css);
5950
5951         memcg_kmem_mark_dead(memcg);
5952
5953         if (res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0)
5954                 return;
5955
5956         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
5957                 css_put(&memcg->css);
5958 }
5959 #else
5960 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5961 {
5962         return 0;
5963 }
5964
5965 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5966 {
5967 }
5968
5969 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5970 {
5971 }
5972 #endif
5973
5974 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
5975         {
5976                 .name = "usage_in_bytes",
5977                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
5978                 .read = mem_cgroup_read,
5979                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
5980                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
5981         },
5982         {
5983                 .name = "max_usage_in_bytes",
5984                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
5985                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5986                 .read = mem_cgroup_read,
5987         },
5988         {
5989                 .name = "limit_in_bytes",
5990                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
5991                 .write_string = mem_cgroup_write,
5992                 .read = mem_cgroup_read,
5993         },
5994         {
5995                 .name = "soft_limit_in_bytes",
5996                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
5997                 .write_string = mem_cgroup_write,
5998                 .read = mem_cgroup_read,
5999         },
6000         {
6001                 .name = "failcnt",
6002                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
6003                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6004                 .read = mem_cgroup_read,
6005         },
6006         {
6007                 .name = "stat",
6008                 .read_seq_string = memcg_stat_show,
6009         },
6010         {
6011                 .name = "force_empty",
6012                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
6013         },
6014         {
6015                 .name = "use_hierarchy",
6016                 .flags = CFTYPE_INSANE,
6017                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
6018                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
6019         },
6020         {
6021                 .name = "swappiness",
6022                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
6023                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
6024         },
6025         {
6026                 .name = "move_charge_at_immigrate",
6027                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
6028                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
6029         },
6030         {
6031                 .name = "oom_control",
6032                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
6033                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
6034                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
6035                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
6036                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
6037         },
6038         {
6039                 .name = "pressure_level",
6040                 .register_event = vmpressure_register_event,
6041                 .unregister_event = vmpressure_unregister_event,
6042         },
6043 #ifdef CONFIG_NUMA
6044         {
6045                 .name = "numa_stat",
6046                 .read_seq_string = memcg_numa_stat_show,
6047         },
6048 #endif
6049 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
6050         {
6051                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
6052                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
6053                 .write_string = mem_cgroup_write,
6054                 .read = mem_cgroup_read,
6055         },
6056         {
6057                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
6058                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
6059                 .read = mem_cgroup_read,
6060         },
6061         {
6062                 .name = "kmem.failcnt",
6063                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
6064                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6065                 .read = mem_cgroup_read,
6066         },
6067         {
6068                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
6069                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
6070                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6071                 .read = mem_cgroup_read,
6072         },
6073 #ifdef CONFIG_SLABINFO
6074         {
6075                 .name = "kmem.slabinfo",
6076                 .read_seq_string = mem_cgroup_slabinfo_read,
6077         },
6078 #endif
6079 #endif
6080         { },    /* terminate */
6081 };
6082
6083 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6084 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
6085         {
6086                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
6087                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
6088                 .read = mem_cgroup_read,
6089                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
6090                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
6091         },
6092         {
6093                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
6094                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
6095                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6096                 .read = mem_cgroup_read,
6097         },
6098         {
6099                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
6100                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
6101                 .write_string = mem_cgroup_write,
6102                 .read = mem_cgroup_read,
6103         },
6104         {
6105                 .name = "memsw.failcnt",
6106                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
6107                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6108                 .read = mem_cgroup_read,
6109         },
6110         { },    /* terminate */
6111 };
6112 #endif
6113 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6114 {
6115         struct mem_cgroup_per_node *pn;
6116         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
6117         int zone, tmp = node;
6118         /*
6119          * This routine is called against possible nodes.
6120          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
6121          *
6122          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
6123          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
6124          *       function.
6125          */
6126         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6127                 tmp = -1;
6128         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
6129         if (!pn)
6130                 return 1;
6131
6132         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6133                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
6134                 lruvec_init(&mz->lruvec);
6135                 mz->usage_in_excess = 0;
6136                 mz->on_tree = false;
6137                 mz->memcg = memcg;
6138         }
6139         memcg->nodeinfo[node] = pn;
6140         return 0;
6141 }
6142
6143 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6144 {
6145         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
6146 }
6147
6148 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
6149 {
6150         struct mem_cgroup *memcg;
6151         size_t size = memcg_size();
6152
6153         /* Can be very big if nr_node_ids is very big */
6154         if (size < PAGE_SIZE)
6155                 memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
6156         else
6157                 memcg = vzalloc(size);
6158
6159         if (!memcg)
6160                 return NULL;
6161
6162         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
6163         if (!memcg->stat)
6164                 goto out_free;
6165         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
6166         return memcg;
6167
6168 out_free:
6169         if (size < PAGE_SIZE)
6170                 kfree(memcg);
6171         else
6172                 vfree(memcg);
6173         return NULL;
6174 }
6175
6176 /*
6177  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
6178  * (scanning all at force_empty is too costly...)
6179  *
6180  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
6181  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
6182  * it goes down to 0.
6183  *
6184  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
6185  */
6186
6187 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
6188 {
6189         int node;
6190         size_t size = memcg_size();
6191
6192         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
6193         free_css_id(&mem_cgroup_subsys, &memcg->css);
6194
6195         for_each_node(node)
6196                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
6197
6198         free_percpu(memcg->stat);
6199
6200         /*
6201          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
6202          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
6203          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
6204          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
6205          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
6206          *
6207          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
6208          * to move this code around, and make sure it is outside
6209          * the cgroup_lock.
6210          */
6211         disarm_static_keys(memcg);
6212         if (size < PAGE_SIZE)
6213                 kfree(memcg);
6214         else
6215                 vfree(memcg);
6216 }
6217
6218
6219 /*
6220  * Helpers for freeing a kmalloc()ed/vzalloc()ed mem_cgroup by RCU,
6221  * but in process context.  The work_freeing structure is overlaid
6222  * on the rcu_freeing structure, which itself is overlaid on memsw.
6223  */
6224 static void free_work(struct work_struct *work)
6225 {
6226         struct mem_cgroup *memcg;
6227
6228         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, work_freeing);
6229         __mem_cgroup_free(memcg);
6230 }
6231
6232 static void free_rcu(struct rcu_head *rcu_head)
6233 {
6234         struct mem_cgroup *memcg;
6235
6236         memcg = container_of(rcu_head, struct mem_cgroup, rcu_freeing);
6237         INIT_WORK(&memcg->work_freeing, free_work);
6238         schedule_work(&memcg->work_freeing);
6239 }
6240
6241 static void __mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg, int count)
6242 {
6243         if (atomic_sub_and_test(count, &memcg->refcnt))
6244                 call_rcu(&memcg->rcu_freeing, free_rcu);
6245 }
6246
6247 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg)
6248 {
6249         __mem_cgroup_put(memcg, 1);
6250 }
6251
6252 /*
6253  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
6254  */
6255 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
6256 {
6257         if (!memcg->res.parent)
6258                 return NULL;
6259         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
6260 }
6261 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
6262
6263 static void __init mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
6264 {
6265         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
6266         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
6267         int tmp, node, zone;
6268
6269         for_each_node(node) {
6270                 tmp = node;
6271                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6272                         tmp = -1;
6273                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
6274                 BUG_ON(!rtpn);
6275
6276                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
6277
6278                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6279                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
6280                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
6281                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
6282                 }
6283         }
6284 }
6285
6286 static struct cgroup_subsys_state * __ref
6287 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup *cont)
6288 {
6289         struct mem_cgroup *memcg;
6290         long error = -ENOMEM;
6291         int node;
6292
6293         memcg = mem_cgroup_alloc();
6294         if (!memcg)
6295                 return ERR_PTR(error);
6296
6297         for_each_node(node)
6298                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
6299                         goto free_out;
6300
6301         /* root ? */
6302         if (cont->parent == NULL) {
6303                 root_mem_cgroup = memcg;
6304                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6305                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6306                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6307         }
6308
6309         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
6310         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
6311         atomic_set(&memcg->refcnt, 1);
6312         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
6313         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
6314         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
6315         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
6316
6317         return &memcg->css;
6318
6319 free_out:
6320         __mem_cgroup_free(memcg);
6321         return ERR_PTR(error);
6322 }
6323
6324 static int
6325 mem_cgroup_css_online(struct cgroup *cont)
6326 {
6327         struct mem_cgroup *memcg, *parent;
6328         int error = 0;
6329
6330         if (!cont->parent)
6331                 return 0;
6332
6333         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
6334         memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
6335         parent = mem_cgroup_from_cont(cont->parent);
6336
6337         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
6338         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
6339         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
6340
6341         if (parent->use_hierarchy) {
6342                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
6343                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
6344                 res_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
6345
6346                 /*
6347                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
6348                  * core guarantees its existence.
6349                  */
6350         } else {
6351                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6352                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6353                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6354                 /*
6355                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
6356                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
6357                  * unfortunate state in our controller.
6358                  */
6359                 if (parent != root_mem_cgroup)
6360                         mem_cgroup_subsys.broken_hierarchy = true;
6361         }
6362
6363         error = memcg_init_kmem(memcg, &mem_cgroup_subsys);
6364         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
6365         return error;
6366 }
6367
6368 /*
6369  * Announce all parents that a group from their hierarchy is gone.
6370  */
6371 static void mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *memcg)
6372 {
6373         struct mem_cgroup *parent = memcg;
6374
6375         while ((parent = parent_mem_cgroup(parent)))
6376                 mem_cgroup_iter_invalidate(parent);
6377
6378         /*
6379          * if the root memcg is not hierarchical we have to check it
6380          * explicitely.
6381          */
6382         if (!root_mem_cgroup->use_hierarchy)
6383                 mem_cgroup_iter_invalidate(root_mem_cgroup);
6384 }
6385
6386 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup *cont)
6387 {
6388         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
6389
6390         kmem_cgroup_css_offline(memcg);
6391
6392         mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(memcg);
6393         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
6394         mem_cgroup_destroy_all_caches(memcg);
6395 }
6396
6397 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup *cont)
6398 {
6399         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
6400
6401         memcg_destroy_kmem(memcg);
6402         __mem_cgroup_free(memcg);
6403 }
6404
6405 #ifdef CONFIG_MMU
6406 /* Handlers for move charge at task migration. */
6407 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
6408 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
6409 {
6410         int ret = 0;
6411         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6412         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
6413
6414         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6415                 mc.precharge += count;
6416                 /* we don't need css_get for root */
6417                 return ret;
6418         }
6419         /* try to charge at once */
6420         if (count > 1) {
6421                 struct res_counter *dummy;
6422                 /*
6423                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
6424                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
6425                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
6426                  * css_get().
6427                  */
6428                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
6429                         goto one_by_one;
6430                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
6431                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
6432                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
6433                         goto one_by_one;
6434                 }
6435                 mc.precharge += count;
6436                 return ret;
6437         }
6438 one_by_one:
6439         /* fall back to one by one charge */
6440         while (count--) {
6441                 if (signal_pending(current)) {
6442                         ret = -EINTR;
6443                         break;
6444                 }
6445                 if (!batch_count--) {
6446                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6447                         cond_resched();
6448                 }
6449                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
6450                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
6451                 if (ret)
6452                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
6453                         return ret;
6454                 mc.precharge++;
6455         }
6456         return ret;
6457 }
6458
6459 /**
6460  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
6461  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
6462  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
6463  * @ptent: the pte to be checked
6464  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
6465  *
6466  * Returns
6467  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
6468  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
6469  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
6470  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
6471  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
6472  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
6473  *     in target->ent.
6474  *
6475  * Called with pte lock held.
6476  */
6477 union mc_target {
6478         struct page     *page;
6479         swp_entry_t     ent;
6480 };
6481
6482 enum mc_target_type {
6483         MC_TARGET_NONE = 0,
6484         MC_TARGET_PAGE,
6485         MC_TARGET_SWAP,
6486 };
6487
6488 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
6489                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
6490 {
6491         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
6492
6493         if (!page || !page_mapped(page))
6494                 return NULL;
6495         if (PageAnon(page)) {
6496                 /* we don't move shared anon */
6497                 if (!move_anon())
6498                         return NULL;
6499         } else if (!move_file())
6500                 /* we ignore mapcount for file pages */
6501                 return NULL;
6502         if (!get_page_unless_zero(page))
6503                 return NULL;
6504
6505         return page;
6506 }
6507
6508 #ifdef CONFIG_SWAP
6509 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6510                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6511 {
6512         struct page *page = NULL;
6513         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
6514
6515         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
6516                 return NULL;
6517         /*
6518          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
6519          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
6520          */
6521         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
6522         if (do_swap_account)
6523                 entry->val = ent.val;
6524
6525         return page;
6526 }
6527 #else
6528 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6529                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6530 {
6531         return NULL;
6532 }
6533 #endif
6534
6535 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
6536                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6537 {
6538         struct page *page = NULL;
6539         struct address_space *mapping;
6540         pgoff_t pgoff;
6541
6542         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
6543                 return NULL;
6544         if (!move_file())
6545                 return NULL;
6546
6547         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
6548         if (pte_none(ptent))
6549                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
6550         else /* pte_file(ptent) is true */
6551                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
6552
6553         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
6554         page = find_get_page(mapping, pgoff);
6555
6556 #ifdef CONFIG_SWAP
6557         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
6558         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
6559                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
6560                 if (do_swap_account)
6561                         *entry = swap;
6562                 page = find_get_page(swap_address_space(swap), swap.val);
6563         }
6564 #endif
6565         return page;
6566 }
6567
6568 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
6569                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
6570 {
6571         struct page *page = NULL;
6572         struct page_cgroup *pc;
6573         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6574         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
6575
6576         if (pte_present(ptent))
6577                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
6578         else if (is_swap_pte(ptent))
6579                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6580         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
6581                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6582
6583         if (!page && !ent.val)
6584                 return ret;
6585         if (page) {
6586                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6587                 /*
6588                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
6589                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
6590                  * the lock.
6591                  */
6592                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6593                         ret = MC_TARGET_PAGE;
6594                         if (target)
6595                                 target->page = page;
6596                 }
6597                 if (!ret || !target)
6598                         put_page(page);
6599         }
6600         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
6601         if (ent.val && !ret &&
6602                         css_id(&mc.from->css) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
6603                 ret = MC_TARGET_SWAP;
6604                 if (target)
6605                         target->ent = ent;
6606         }
6607         return ret;
6608 }
6609
6610 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
6611 /*
6612  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
6613  * support them for now.
6614  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
6615  */
6616 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6617                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6618 {
6619         struct page *page = NULL;
6620         struct page_cgroup *pc;
6621         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6622
6623         page = pmd_page(pmd);
6624         VM_BUG_ON(!page || !PageHead(page));
6625         if (!move_anon())
6626                 return ret;
6627         pc = lookup_page_cgroup(page);
6628         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6629                 ret = MC_TARGET_PAGE;
6630                 if (target) {
6631                         get_page(page);
6632                         target->page = page;
6633                 }
6634         }
6635         return ret;
6636 }
6637 #else
6638 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6639                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6640 {
6641         return MC_TARGET_NONE;
6642 }
6643 #endif
6644
6645 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
6646                                         unsigned long addr, unsigned long end,
6647                                         struct mm_walk *walk)
6648 {
6649         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6650         pte_t *pte;
6651         spinlock_t *ptl;
6652
6653         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
6654                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
6655                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
6656                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6657                 return 0;
6658         }
6659
6660         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6661                 return 0;
6662         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6663         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
6664                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
6665                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
6666         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6667         cond_resched();
6668
6669         return 0;
6670 }
6671
6672 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
6673 {
6674         unsigned long precharge;
6675         struct vm_area_struct *vma;
6676
6677         down_read(&mm->mmap_sem);
6678         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6679                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
6680                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
6681                         .mm = mm,
6682                         .private = vma,
6683                 };
6684                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6685                         continue;
6686                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6687                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
6688         }
6689         up_read(&mm->mmap_sem);
6690
6691         precharge = mc.precharge;
6692         mc.precharge = 0;
6693
6694         return precharge;
6695 }
6696
6697 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
6698 {
6699         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
6700
6701         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
6702         mc.moving_task = current;
6703         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
6704 }
6705
6706 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
6707 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
6708 {
6709         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6710         struct mem_cgroup *to = mc.to;
6711         int i;
6712
6713         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
6714         if (mc.precharge) {
6715                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
6716                 mc.precharge = 0;
6717         }
6718         /*
6719          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
6720          * we must uncharge here.
6721          */
6722         if (mc.moved_charge) {
6723                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
6724                 mc.moved_charge = 0;
6725         }
6726         /* we must fixup refcnts and charges */
6727         if (mc.moved_swap) {
6728                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
6729                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
6730                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
6731                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6732
6733                 for (i = 0; i < mc.moved_swap; i++)
6734                         css_put(&mc.from->css);
6735
6736                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
6737                         /*
6738                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
6739                          * uncharge to->res.
6740                          */
6741                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
6742                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6743                 }
6744                 /* we've already done css_get(mc.to) */
6745                 mc.moved_swap = 0;
6746         }
6747         memcg_oom_recover(from);
6748         memcg_oom_recover(to);
6749         wake_up_all(&mc.waitq);
6750 }
6751
6752 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
6753 {
6754         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6755
6756         /*
6757          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
6758          * task migration.
6759          */
6760         mc.moving_task = NULL;
6761         __mem_cgroup_clear_mc();
6762         spin_lock(&mc.lock);
6763         mc.from = NULL;
6764         mc.to = NULL;
6765         spin_unlock(&mc.lock);
6766         mem_cgroup_end_move(from);
6767 }
6768
6769 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
6770                                  struct cgroup_taskset *tset)
6771 {
6772         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6773         int ret = 0;
6774         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
6775         unsigned long move_charge_at_immigrate;
6776
6777         /*
6778          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
6779          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
6780          * So we need to save it, and keep it going.
6781          */
6782         move_charge_at_immigrate  = memcg->move_charge_at_immigrate;
6783         if (move_charge_at_immigrate) {
6784                 struct mm_struct *mm;
6785                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
6786
6787                 VM_BUG_ON(from == memcg);
6788
6789                 mm = get_task_mm(p);
6790                 if (!mm)
6791                         return 0;
6792                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
6793                 if (mm->owner == p) {
6794                         VM_BUG_ON(mc.from);
6795                         VM_BUG_ON(mc.to);
6796                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
6797                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
6798                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
6799                         mem_cgroup_start_move(from);
6800                         spin_lock(&mc.lock);
6801                         mc.from = from;
6802                         mc.to = memcg;
6803                         mc.immigrate_flags = move_charge_at_immigrate;
6804                         spin_unlock(&mc.lock);
6805                         /* We set mc.moving_task later */
6806
6807                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6808                         if (ret)
6809                                 mem_cgroup_clear_mc();
6810                 }
6811                 mmput(mm);
6812         }
6813         return ret;
6814 }
6815
6816 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
6817                                      struct cgroup_taskset *tset)
6818 {
6819         mem_cgroup_clear_mc();
6820 }
6821
6822 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6823                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6824                                 struct mm_walk *walk)
6825 {
6826         int ret = 0;
6827         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6828         pte_t *pte;
6829         spinlock_t *ptl;
6830         enum mc_target_type target_type;
6831         union mc_target target;
6832         struct page *page;
6833         struct page_cgroup *pc;
6834
6835         /*
6836          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
6837          * happens because:
6838          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
6839          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
6840          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
6841          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
6842          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
6843          *    part of thp split is not executed yet.
6844          */
6845         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
6846                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6847                         spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6848                         return 0;
6849                 }
6850                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6851                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6852                         page = target.page;
6853                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6854                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6855                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
6856                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
6857                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6858                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6859                                 }
6860                                 putback_lru_page(page);
6861                         }
6862                         put_page(page);
6863                 }
6864                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6865                 return 0;
6866         }
6867
6868         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6869                 return 0;
6870 retry:
6871         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6872         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6873                 pte_t ptent = *(pte++);
6874                 swp_entry_t ent;
6875
6876                 if (!mc.precharge)
6877                         break;
6878
6879                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6880                 case MC_TARGET_PAGE:
6881                         page = target.page;
6882                         if (isolate_lru_page(page))
6883                                 goto put;
6884                         pc = lookup_page_cgroup(page);
6885                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
6886                                                      mc.from, mc.to)) {
6887                                 mc.precharge--;
6888                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6889                                 mc.moved_charge++;
6890                         }
6891                         putback_lru_page(page);
6892 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6893                         put_page(page);
6894                         break;
6895                 case MC_TARGET_SWAP:
6896                         ent = target.ent;
6897                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6898                                 mc.precharge--;
6899                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
6900                                 mc.moved_swap++;
6901                         }
6902                         break;
6903                 default:
6904                         break;
6905                 }
6906         }
6907         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6908         cond_resched();
6909
6910         if (addr != end) {
6911                 /*
6912                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6913                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6914                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6915                  * phase.
6916                  */
6917                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6918                 if (!ret)
6919                         goto retry;
6920         }
6921
6922         return ret;
6923 }
6924
6925 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
6926 {
6927         struct vm_area_struct *vma;
6928
6929         lru_add_drain_all();
6930 retry:
6931         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
6932                 /*
6933                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
6934                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6935                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6936                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6937                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6938                  */
6939                 __mem_cgroup_clear_mc();
6940                 cond_resched();
6941                 goto retry;
6942         }
6943         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6944                 int ret;
6945                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
6946                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6947                         .mm = mm,
6948                         .private = vma,
6949                 };
6950                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6951                         continue;
6952                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6953                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
6954                 if (ret)
6955                         /*
6956                          * means we have consumed all precharges and failed in
6957                          * doing additional charge. Just abandon here.
6958                          */
6959                         break;
6960         }
6961         up_read(&mm->mmap_sem);
6962 }
6963
6964 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
6965                                  struct cgroup_taskset *tset)
6966 {
6967         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6968         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
6969
6970         if (mm) {
6971                 if (mc.to)
6972                         mem_cgroup_move_charge(mm);
6973                 mmput(mm);
6974         }
6975         if (mc.to)
6976                 mem_cgroup_clear_mc();
6977 }
6978 #else   /* !CONFIG_MMU */
6979 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
6980                                  struct cgroup_taskset *tset)
6981 {
6982         return 0;
6983 }
6984 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
6985                                      struct cgroup_taskset *tset)
6986 {
6987 }
6988 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
6989                                  struct cgroup_taskset *tset)
6990 {
6991 }
6992 #endif
6993
6994 /*
6995  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
6996  * to verify sane_behavior flag on each mount attempt.
6997  */
6998 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup *root)
6999 {
7000         /*
7001          * use_hierarchy is forced with sane_behavior.  cgroup core
7002          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
7003          * on for the root memcg is enough.
7004          */
7005         if (cgroup_sane_behavior(root))
7006                 mem_cgroup_from_cont(root)->use_hierarchy = true;
7007 }
7008
7009 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
7010         .name = "memory",
7011         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
7012         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
7013         .css_online = mem_cgroup_css_online,
7014         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
7015         .css_free = mem_cgroup_css_free,
7016         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
7017         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
7018         .attach = mem_cgroup_move_task,
7019         .bind = mem_cgroup_bind,
7020         .base_cftypes = mem_cgroup_files,
7021         .early_init = 0,
7022         .use_id = 1,
7023 };
7024
7025 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
7026 static int __init enable_swap_account(char *s)
7027 {
7028         /* consider enabled if no parameter or 1 is given */
7029         if (!strcmp(s, "1"))
7030                 really_do_swap_account = 1;
7031         else if (!strcmp(s, "0"))
7032                 really_do_swap_account = 0;
7033         return 1;
7034 }
7035 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
7036
7037 static void __init memsw_file_init(void)
7038 {
7039         WARN_ON(cgroup_add_cftypes(&mem_cgroup_subsys, memsw_cgroup_files));
7040 }
7041
7042 static void __init enable_swap_cgroup(void)
7043 {
7044         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
7045                 do_swap_account = 1;
7046                 memsw_file_init();
7047         }
7048 }
7049
7050 #else
7051 static void __init enable_swap_cgroup(void)
7052 {
7053 }
7054 #endif
7055
7056 /*
7057  * subsys_initcall() for memory controller.
7058  *
7059  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
7060  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
7061  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
7062  * be initialized from here.
7063  */
7064 static int __init mem_cgroup_init(void)
7065 {
7066         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
7067         enable_swap_cgroup();
7068         mem_cgroup_soft_limit_tree_init();
7069         memcg_stock_init();
7070         return 0;
7071 }
7072 subsys_initcall(mem_cgroup_init);