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