memcg, slab: fix races in per-memcg cache creation/destruction
[pandora-kernel.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/poll.h>
49 #include <linux/sort.h>
50 #include <linux/fs.h>
51 #include <linux/seq_file.h>
52 #include <linux/vmpressure.h>
53 #include <linux/mm_inline.h>
54 #include <linux/page_cgroup.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/oom.h>
57 #include <linux/lockdep.h>
58 #include <linux/file.h>
59 #include "internal.h"
60 #include <net/sock.h>
61 #include <net/ip.h>
62 #include <net/tcp_memcontrol.h>
63 #include "slab.h"
64
65 #include <asm/uaccess.h>
66
67 #include <trace/events/vmscan.h>
68
69 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys __read_mostly;
70 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_subsys);
71
72 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
73 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
74
75 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
76 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
77 int do_swap_account __read_mostly;
78
79 /* for remember boot option*/
80 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
81 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
82 #else
83 static int really_do_swap_account __initdata = 0;
84 #endif
85
86 #else
87 #define do_swap_account         0
88 #endif
89
90
91 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
92         "cache",
93         "rss",
94         "rss_huge",
95         "mapped_file",
96         "writeback",
97         "swap",
98 };
99
100 enum mem_cgroup_events_index {
101         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
102         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
103         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
104         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
105         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
106 };
107
108 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
109         "pgpgin",
110         "pgpgout",
111         "pgfault",
112         "pgmajfault",
113 };
114
115 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
116         "inactive_anon",
117         "active_anon",
118         "inactive_file",
119         "active_file",
120         "unevictable",
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         /*
148          * last scanned hierarchy member. Valid only if last_dead_count
149          * matches memcg->dead_count of the hierarchy root group.
150          */
151         struct mem_cgroup *last_visited;
152         unsigned long last_dead_count;
153
154         /* scan generation, increased every round-trip */
155         unsigned int generation;
156 };
157
158 /*
159  * per-zone information in memory controller.
160  */
161 struct mem_cgroup_per_zone {
162         struct lruvec           lruvec;
163         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
164
165         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
166
167         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
168         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
169                                                 /* the soft limit is exceeded*/
170         bool                    on_tree;
171         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
172                                                 /* use container_of        */
173 };
174
175 struct mem_cgroup_per_node {
176         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
177 };
178
179 /*
180  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
181  * their hierarchy representation
182  */
183
184 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
185         struct rb_root rb_root;
186         spinlock_t lock;
187 };
188
189 struct mem_cgroup_tree_per_node {
190         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
191 };
192
193 struct mem_cgroup_tree {
194         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
195 };
196
197 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
198
199 struct mem_cgroup_threshold {
200         struct eventfd_ctx *eventfd;
201         u64 threshold;
202 };
203
204 /* For threshold */
205 struct mem_cgroup_threshold_ary {
206         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
207         int current_threshold;
208         /* Size of entries[] */
209         unsigned int size;
210         /* Array of thresholds */
211         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
212 };
213
214 struct mem_cgroup_thresholds {
215         /* Primary thresholds array */
216         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
217         /*
218          * Spare threshold array.
219          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
220          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
221          */
222         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
223 };
224
225 /* for OOM */
226 struct mem_cgroup_eventfd_list {
227         struct list_head list;
228         struct eventfd_ctx *eventfd;
229 };
230
231 /*
232  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
233  */
234 struct mem_cgroup_event {
235         /*
236          * memcg which the event belongs to.
237          */
238         struct mem_cgroup *memcg;
239         /*
240          * eventfd to signal userspace about the event.
241          */
242         struct eventfd_ctx *eventfd;
243         /*
244          * Each of these stored in a list by the cgroup.
245          */
246         struct list_head list;
247         /*
248          * register_event() callback will be used to add new userspace
249          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
250          * on eventfd to send notification to userspace.
251          */
252         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
253                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
254         /*
255          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
256          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
257          * if you want provide notification functionality.
258          */
259         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
260                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
261         /*
262          * All fields below needed to unregister event when
263          * userspace closes eventfd.
264          */
265         poll_table pt;
266         wait_queue_head_t *wqh;
267         wait_queue_t wait;
268         struct work_struct remove;
269 };
270
271 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
272 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
273
274 /*
275  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
276  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
277  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
278  * to help the administrator determine what knobs to tune.
279  *
280  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
281  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
282  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
283  * a feature that will be implemented much later in the future.
284  */
285 struct mem_cgroup {
286         struct cgroup_subsys_state css;
287         /*
288          * the counter to account for memory usage
289          */
290         struct res_counter res;
291
292         /* vmpressure notifications */
293         struct vmpressure vmpressure;
294
295         /*
296          * the counter to account for mem+swap usage.
297          */
298         struct res_counter memsw;
299
300         /*
301          * the counter to account for kernel memory usage.
302          */
303         struct res_counter kmem;
304         /*
305          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
306          */
307         bool use_hierarchy;
308         unsigned long kmem_account_flags; /* See KMEM_ACCOUNTED_*, below */
309
310         bool            oom_lock;
311         atomic_t        under_oom;
312         atomic_t        oom_wakeups;
313
314         int     swappiness;
315         /* OOM-Killer disable */
316         int             oom_kill_disable;
317
318         /* set when res.limit == memsw.limit */
319         bool            memsw_is_minimum;
320
321         /* protect arrays of thresholds */
322         struct mutex thresholds_lock;
323
324         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
325         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
326
327         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
328         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
329
330         /* For oom notifier event fd */
331         struct list_head oom_notify;
332
333         /*
334          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
335          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
336          */
337         unsigned long move_charge_at_immigrate;
338         /*
339          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
340          */
341         atomic_t        moving_account;
342         /* taken only while moving_account > 0 */
343         spinlock_t      move_lock;
344         /*
345          * percpu counter.
346          */
347         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
348         /*
349          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
350          * See mem_cgroup_read_stat().
351          */
352         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
353         spinlock_t pcp_counter_lock;
354
355         atomic_t        dead_count;
356 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
357         struct cg_proto tcp_mem;
358 #endif
359 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
360         /* analogous to slab_common's slab_caches list. per-memcg */
361         struct list_head memcg_slab_caches;
362         /* Not a spinlock, we can take a lot of time walking the list */
363         struct mutex slab_caches_mutex;
364         /* Index in the kmem_cache->memcg_params->memcg_caches array */
365         int kmemcg_id;
366 #endif
367
368         int last_scanned_node;
369 #if MAX_NUMNODES > 1
370         nodemask_t      scan_nodes;
371         atomic_t        numainfo_events;
372         atomic_t        numainfo_updating;
373 #endif
374
375         /* List of events which userspace want to receive */
376         struct list_head event_list;
377         spinlock_t event_list_lock;
378
379         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[0];
380         /* WARNING: nodeinfo must be the last member here */
381 };
382
383 /* internal only representation about the status of kmem accounting. */
384 enum {
385         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE = 0, /* accounted by this cgroup itself */
386         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, /* static key enabled. */
387         KMEM_ACCOUNTED_DEAD, /* dead memcg with pending kmem charges */
388 };
389
390 /* We account when limit is on, but only after call sites are patched */
391 #define KMEM_ACCOUNTED_MASK \
392                 ((1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE) | (1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED))
393
394 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
395 static inline void memcg_kmem_set_active(struct mem_cgroup *memcg)
396 {
397         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
398 }
399
400 static bool memcg_kmem_is_active(struct mem_cgroup *memcg)
401 {
402         return test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
403 }
404
405 static void memcg_kmem_set_activated(struct mem_cgroup *memcg)
406 {
407         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
408 }
409
410 static void memcg_kmem_clear_activated(struct mem_cgroup *memcg)
411 {
412         clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
413 }
414
415 static void memcg_kmem_mark_dead(struct mem_cgroup *memcg)
416 {
417         /*
418          * Our caller must use css_get() first, because memcg_uncharge_kmem()
419          * will call css_put() if it sees the memcg is dead.
420          */
421         smp_wmb();
422         if (test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags))
423                 set_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD, &memcg->kmem_account_flags);
424 }
425
426 static bool memcg_kmem_test_and_clear_dead(struct mem_cgroup *memcg)
427 {
428         return test_and_clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD,
429                                   &memcg->kmem_account_flags);
430 }
431 #endif
432
433 /* Stuffs for move charges at task migration. */
434 /*
435  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" and
436  * "immigrate_flags" are treated as a left-shifted bitmap of these types.
437  */
438 enum move_type {
439         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
440         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
441         NR_MOVE_TYPE,
442 };
443
444 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
445 static struct move_charge_struct {
446         spinlock_t        lock; /* for from, to */
447         struct mem_cgroup *from;
448         struct mem_cgroup *to;
449         unsigned long immigrate_flags;
450         unsigned long precharge;
451         unsigned long moved_charge;
452         unsigned long moved_swap;
453         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
454         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
455 } mc = {
456         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
457         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
458 };
459
460 static bool move_anon(void)
461 {
462         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON, &mc.immigrate_flags);
463 }
464
465 static bool move_file(void)
466 {
467         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE, &mc.immigrate_flags);
468 }
469
470 /*
471  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
472  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
473  */
474 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
475 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
476
477 enum charge_type {
478         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
479         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
480         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
481         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
482         NR_CHARGE_TYPE,
483 };
484
485 /* for encoding cft->private value on file */
486 enum res_type {
487         _MEM,
488         _MEMSWAP,
489         _OOM_TYPE,
490         _KMEM,
491 };
492
493 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
494 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
495 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
496 /* Used for OOM nofiier */
497 #define OOM_CONTROL             (0)
498
499 /*
500  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
501  */
502 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
503 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
504 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
505 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
506
507 /*
508  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
509  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
510  * appearing has to hold it as well.
511  */
512 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
513
514 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
515 {
516         return s ? container_of(s, struct mem_cgroup, css) : NULL;
517 }
518
519 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
520 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
521 {
522         if (!memcg)
523                 memcg = root_mem_cgroup;
524         return &memcg->vmpressure;
525 }
526
527 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
528 {
529         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
530 }
531
532 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
533 {
534         return (memcg == root_mem_cgroup);
535 }
536
537 /*
538  * We restrict the id in the range of [1, 65535], so it can fit into
539  * an unsigned short.
540  */
541 #define MEM_CGROUP_ID_MAX       USHRT_MAX
542
543 static inline unsigned short mem_cgroup_id(struct mem_cgroup *memcg)
544 {
545         /*
546          * The ID of the root cgroup is 0, but memcg treat 0 as an
547          * invalid ID, so we return (cgroup_id + 1).
548          */
549         return memcg->css.cgroup->id + 1;
550 }
551
552 static inline struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
553 {
554         struct cgroup_subsys_state *css;
555
556         css = css_from_id(id - 1, &mem_cgroup_subsys);
557         return mem_cgroup_from_css(css);
558 }
559
560 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
561 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
562
563 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
564 {
565         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
566                 struct mem_cgroup *memcg;
567                 struct cg_proto *cg_proto;
568
569                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
570
571                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
572                  * filled. It won't however, necessarily happen from
573                  * process context. So the test for root memcg given
574                  * the current task's memcg won't help us in this case.
575                  *
576                  * Respecting the original socket's memcg is a better
577                  * decision in this case.
578                  */
579                 if (sk->sk_cgrp) {
580                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
581                         css_get(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
582                         return;
583                 }
584
585                 rcu_read_lock();
586                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
587                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
588                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
589                     memcg_proto_active(cg_proto) && css_tryget(&memcg->css)) {
590                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
591                 }
592                 rcu_read_unlock();
593         }
594 }
595 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
596
597 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
598 {
599         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
600                 struct mem_cgroup *memcg;
601                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
602                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
603                 css_put(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
604         }
605 }
606
607 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
608 {
609         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
610                 return NULL;
611
612         return &memcg->tcp_mem;
613 }
614 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
615
616 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
617 {
618         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem))
619                 return;
620         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
621 }
622 #else
623 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
624 {
625 }
626 #endif
627
628 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
629 /*
630  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params->memcg_caches.
631  * The main reason for not using cgroup id for this:
632  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
633  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
634  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
635  *  200 entry array for that.
636  *
637  * The current size of the caches array is stored in
638  * memcg_limited_groups_array_size.  It will double each time we have to
639  * increase it.
640  */
641 static DEFINE_IDA(kmem_limited_groups);
642 int memcg_limited_groups_array_size;
643
644 /*
645  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
646  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
647  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
648  * tunable, but that is strictly not necessary.
649  *
650  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
651  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
652  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
653  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
654  * increase ours as well if it increases.
655  */
656 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
657 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
658
659 /*
660  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
661  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
662  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
663  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
664  */
665 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
666 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
667
668 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
669 {
670         if (memcg_kmem_is_active(memcg)) {
671                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
672                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg->kmemcg_id);
673         }
674         /*
675          * This check can't live in kmem destruction function,
676          * since the charges will outlive the cgroup
677          */
678         WARN_ON(res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0);
679 }
680 #else
681 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
682 {
683 }
684 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
685
686 static void disarm_static_keys(struct mem_cgroup *memcg)
687 {
688         disarm_sock_keys(memcg);
689         disarm_kmem_keys(memcg);
690 }
691
692 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
693
694 static struct mem_cgroup_per_zone *
695 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
696 {
697         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
698         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
699 }
700
701 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
702 {
703         return &memcg->css;
704 }
705
706 static struct mem_cgroup_per_zone *
707 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
708 {
709         int nid = page_to_nid(page);
710         int zid = page_zonenum(page);
711
712         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
713 }
714
715 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
716 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
717 {
718         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
719 }
720
721 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
722 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
723 {
724         int nid = page_to_nid(page);
725         int zid = page_zonenum(page);
726
727         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
728 }
729
730 static void
731 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
732                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
733                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
734                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
735 {
736         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
737         struct rb_node *parent = NULL;
738         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
739
740         if (mz->on_tree)
741                 return;
742
743         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
744         if (!mz->usage_in_excess)
745                 return;
746         while (*p) {
747                 parent = *p;
748                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
749                                         tree_node);
750                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
751                         p = &(*p)->rb_left;
752                 /*
753                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
754                  * limit by the same amount
755                  */
756                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
757                         p = &(*p)->rb_right;
758         }
759         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
760         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
761         mz->on_tree = true;
762 }
763
764 static void
765 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
766                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
767                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
768 {
769         if (!mz->on_tree)
770                 return;
771         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
772         mz->on_tree = false;
773 }
774
775 static void
776 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
777                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
778                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
779 {
780         spin_lock(&mctz->lock);
781         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
782         spin_unlock(&mctz->lock);
783 }
784
785
786 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
787 {
788         unsigned long long excess;
789         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
790         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
791         int nid = page_to_nid(page);
792         int zid = page_zonenum(page);
793         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
794
795         /*
796          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
797          * because their event counter is not touched.
798          */
799         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
800                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
801                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
802                 /*
803                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
804                  * mem is over its softlimit.
805                  */
806                 if (excess || mz->on_tree) {
807                         spin_lock(&mctz->lock);
808                         /* if on-tree, remove it */
809                         if (mz->on_tree)
810                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
811                         /*
812                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
813                          * If excess is 0, no tree ops.
814                          */
815                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
816                         spin_unlock(&mctz->lock);
817                 }
818         }
819 }
820
821 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
822 {
823         int node, zone;
824         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
825         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
826
827         for_each_node(node) {
828                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
829                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
830                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
831                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
832                 }
833         }
834 }
835
836 static struct mem_cgroup_per_zone *
837 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
838 {
839         struct rb_node *rightmost = NULL;
840         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
841
842 retry:
843         mz = NULL;
844         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
845         if (!rightmost)
846                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
847
848         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
849         /*
850          * Remove the node now but someone else can add it back,
851          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
852          * position in the tree.
853          */
854         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
855         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
856                 !css_tryget(&mz->memcg->css))
857                 goto retry;
858 done:
859         return mz;
860 }
861
862 static struct mem_cgroup_per_zone *
863 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
864 {
865         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
866
867         spin_lock(&mctz->lock);
868         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
869         spin_unlock(&mctz->lock);
870         return mz;
871 }
872
873 /*
874  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
875  *
876  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
877  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
878  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
879  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
880  *
881  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
882  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
883  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
884  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
885  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
886  *
887  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
888  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
889  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
890  * implemented.
891  */
892 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
893                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
894 {
895         long val = 0;
896         int cpu;
897
898         get_online_cpus();
899         for_each_online_cpu(cpu)
900                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
901 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
902         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
903         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
904         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
905 #endif
906         put_online_cpus();
907         return val;
908 }
909
910 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
911                                          bool charge)
912 {
913         int val = (charge) ? 1 : -1;
914         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
915 }
916
917 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
918                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
919 {
920         unsigned long val = 0;
921         int cpu;
922
923         get_online_cpus();
924         for_each_online_cpu(cpu)
925                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
926 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
927         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
928         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
929         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
930 #endif
931         put_online_cpus();
932         return val;
933 }
934
935 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
936                                          struct page *page,
937                                          bool anon, int nr_pages)
938 {
939         preempt_disable();
940
941         /*
942          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
943          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
944          */
945         if (anon)
946                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
947                                 nr_pages);
948         else
949                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
950                                 nr_pages);
951
952         if (PageTransHuge(page))
953                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
954                                 nr_pages);
955
956         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
957         if (nr_pages > 0)
958                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
959         else {
960                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
961                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
962         }
963
964         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
965
966         preempt_enable();
967 }
968
969 unsigned long
970 mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
971 {
972         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
973
974         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
975         return mz->lru_size[lru];
976 }
977
978 static unsigned long
979 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
980                         unsigned int lru_mask)
981 {
982         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
983         enum lru_list lru;
984         unsigned long ret = 0;
985
986         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
987
988         for_each_lru(lru) {
989                 if (BIT(lru) & lru_mask)
990                         ret += mz->lru_size[lru];
991         }
992         return ret;
993 }
994
995 static unsigned long
996 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
997                         int nid, unsigned int lru_mask)
998 {
999         u64 total = 0;
1000         int zid;
1001
1002         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
1003                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
1004                                                 nid, zid, lru_mask);
1005
1006         return total;
1007 }
1008
1009 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
1010                         unsigned int lru_mask)
1011 {
1012         int nid;
1013         u64 total = 0;
1014
1015         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
1016                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
1017         return total;
1018 }
1019
1020 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
1021                                        enum mem_cgroup_events_target target)
1022 {
1023         unsigned long val, next;
1024
1025         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
1026         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
1027         /* from time_after() in jiffies.h */
1028         if ((long)next - (long)val < 0) {
1029                 switch (target) {
1030                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
1031                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
1032                         break;
1033                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
1034                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
1035                         break;
1036                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
1037                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
1038                         break;
1039                 default:
1040                         break;
1041                 }
1042                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
1043                 return true;
1044         }
1045         return false;
1046 }
1047
1048 /*
1049  * Check events in order.
1050  *
1051  */
1052 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
1053 {
1054         preempt_disable();
1055         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
1056         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1057                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
1058                 bool do_softlimit;
1059                 bool do_numainfo __maybe_unused;
1060
1061                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1062                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
1063 #if MAX_NUMNODES > 1
1064                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1065                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
1066 #endif
1067                 preempt_enable();
1068
1069                 mem_cgroup_threshold(memcg);
1070                 if (unlikely(do_softlimit))
1071                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
1072 #if MAX_NUMNODES > 1
1073                 if (unlikely(do_numainfo))
1074                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
1075 #endif
1076         } else
1077                 preempt_enable();
1078 }
1079
1080 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1081 {
1082         /*
1083          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1084          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1085          * So this can be called with p == NULL.
1086          */
1087         if (unlikely(!p))
1088                 return NULL;
1089
1090         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, mem_cgroup_subsys_id));
1091 }
1092
1093 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1094 {
1095         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1096
1097         if (!mm)
1098                 return NULL;
1099         /*
1100          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
1101          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
1102          * pessimistic (rather than adding locks here).
1103          */
1104         rcu_read_lock();
1105         do {
1106                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1107                 if (unlikely(!memcg))
1108                         break;
1109         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1110         rcu_read_unlock();
1111         return memcg;
1112 }
1113
1114 /*
1115  * Returns a next (in a pre-order walk) alive memcg (with elevated css
1116  * ref. count) or NULL if the whole root's subtree has been visited.
1117  *
1118  * helper function to be used by mem_cgroup_iter
1119  */
1120 static struct mem_cgroup *__mem_cgroup_iter_next(struct mem_cgroup *root,
1121                 struct mem_cgroup *last_visited)
1122 {
1123         struct cgroup_subsys_state *prev_css, *next_css;
1124
1125         prev_css = last_visited ? &last_visited->css : NULL;
1126 skip_node:
1127         next_css = css_next_descendant_pre(prev_css, &root->css);
1128
1129         /*
1130          * Even if we found a group we have to make sure it is
1131          * alive. css && !memcg means that the groups should be
1132          * skipped and we should continue the tree walk.
1133          * last_visited css is safe to use because it is
1134          * protected by css_get and the tree walk is rcu safe.
1135          */
1136         if (next_css) {
1137                 struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_css(next_css);
1138
1139                 if (css_tryget(&mem->css))
1140                         return mem;
1141                 else {
1142                         prev_css = next_css;
1143                         goto skip_node;
1144                 }
1145         }
1146
1147         return NULL;
1148 }
1149
1150 static void mem_cgroup_iter_invalidate(struct mem_cgroup *root)
1151 {
1152         /*
1153          * When a group in the hierarchy below root is destroyed, the
1154          * hierarchy iterator can no longer be trusted since it might
1155          * have pointed to the destroyed group.  Invalidate it.
1156          */
1157         atomic_inc(&root->dead_count);
1158 }
1159
1160 static struct mem_cgroup *
1161 mem_cgroup_iter_load(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1162                      struct mem_cgroup *root,
1163                      int *sequence)
1164 {
1165         struct mem_cgroup *position = NULL;
1166         /*
1167          * A cgroup destruction happens in two stages: offlining and
1168          * release.  They are separated by a RCU grace period.
1169          *
1170          * If the iterator is valid, we may still race with an
1171          * offlining.  The RCU lock ensures the object won't be
1172          * released, tryget will fail if we lost the race.
1173          */
1174         *sequence = atomic_read(&root->dead_count);
1175         if (iter->last_dead_count == *sequence) {
1176                 smp_rmb();
1177                 position = iter->last_visited;
1178                 if (position && !css_tryget(&position->css))
1179                         position = NULL;
1180         }
1181         return position;
1182 }
1183
1184 static void mem_cgroup_iter_update(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1185                                    struct mem_cgroup *last_visited,
1186                                    struct mem_cgroup *new_position,
1187                                    int sequence)
1188 {
1189         if (last_visited)
1190                 css_put(&last_visited->css);
1191         /*
1192          * We store the sequence count from the time @last_visited was
1193          * loaded successfully instead of rereading it here so that we
1194          * don't lose destruction events in between.  We could have
1195          * raced with the destruction of @new_position after all.
1196          */
1197         iter->last_visited = new_position;
1198         smp_wmb();
1199         iter->last_dead_count = sequence;
1200 }
1201
1202 /**
1203  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1204  * @root: hierarchy root
1205  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1206  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1207  *
1208  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1209  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1210  *
1211  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1212  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1213  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1214  *
1215  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
1216  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1217  * reclaimers operating on the same zone and priority.
1218  */
1219 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1220                                    struct mem_cgroup *prev,
1221                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1222 {
1223         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1224         struct mem_cgroup *last_visited = NULL;
1225
1226         if (mem_cgroup_disabled())
1227                 return NULL;
1228
1229         if (!root)
1230                 root = root_mem_cgroup;
1231
1232         if (prev && !reclaim)
1233                 last_visited = prev;
1234
1235         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1236                 if (prev)
1237                         goto out_css_put;
1238                 return root;
1239         }
1240
1241         rcu_read_lock();
1242         while (!memcg) {
1243                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1244                 int uninitialized_var(seq);
1245
1246                 if (reclaim) {
1247                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
1248                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
1249                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1250
1251                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
1252                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
1253                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation) {
1254                                 iter->last_visited = NULL;
1255                                 goto out_unlock;
1256                         }
1257
1258                         last_visited = mem_cgroup_iter_load(iter, root, &seq);
1259                 }
1260
1261                 memcg = __mem_cgroup_iter_next(root, last_visited);
1262
1263                 if (reclaim) {
1264                         mem_cgroup_iter_update(iter, last_visited, memcg, seq);
1265
1266                         if (!memcg)
1267                                 iter->generation++;
1268                         else if (!prev && memcg)
1269                                 reclaim->generation = iter->generation;
1270                 }
1271
1272                 if (prev && !memcg)
1273                         goto out_unlock;
1274         }
1275 out_unlock:
1276         rcu_read_unlock();
1277 out_css_put:
1278         if (prev && prev != root)
1279                 css_put(&prev->css);
1280
1281         return memcg;
1282 }
1283
1284 /**
1285  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1286  * @root: hierarchy root
1287  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1288  */
1289 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1290                            struct mem_cgroup *prev)
1291 {
1292         if (!root)
1293                 root = root_mem_cgroup;
1294         if (prev && prev != root)
1295                 css_put(&prev->css);
1296 }
1297
1298 /*
1299  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1300  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1301  * be used for reference counting.
1302  */
1303 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1304         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1305              iter != NULL;                              \
1306              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1307
1308 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1309         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1310              iter != NULL;                              \
1311              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1312
1313 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1314 {
1315         struct mem_cgroup *memcg;
1316
1317         rcu_read_lock();
1318         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1319         if (unlikely(!memcg))
1320                 goto out;
1321
1322         switch (idx) {
1323         case PGFAULT:
1324                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1325                 break;
1326         case PGMAJFAULT:
1327                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1328                 break;
1329         default:
1330                 BUG();
1331         }
1332 out:
1333         rcu_read_unlock();
1334 }
1335 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1336
1337 /**
1338  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1339  * @zone: zone of the wanted lruvec
1340  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1341  *
1342  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1343  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1344  * is disabled.
1345  */
1346 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1347                                       struct mem_cgroup *memcg)
1348 {
1349         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1350         struct lruvec *lruvec;
1351
1352         if (mem_cgroup_disabled()) {
1353                 lruvec = &zone->lruvec;
1354                 goto out;
1355         }
1356
1357         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1358         lruvec = &mz->lruvec;
1359 out:
1360         /*
1361          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1362          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1363          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1364          */
1365         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1366                 lruvec->zone = zone;
1367         return lruvec;
1368 }
1369
1370 /*
1371  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1372  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1373  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1374  *
1375  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1376  * 1. charge
1377  * 2. moving account
1378  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1379  * It is added to LRU before charge.
1380  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1381  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1382  */
1383
1384 /**
1385  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1386  * @page: the page
1387  * @zone: zone of the page
1388  */
1389 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1390 {
1391         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1392         struct mem_cgroup *memcg;
1393         struct page_cgroup *pc;
1394         struct lruvec *lruvec;
1395
1396         if (mem_cgroup_disabled()) {
1397                 lruvec = &zone->lruvec;
1398                 goto out;
1399         }
1400
1401         pc = lookup_page_cgroup(page);
1402         memcg = pc->mem_cgroup;
1403
1404         /*
1405          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1406          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1407          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1408          *
1409          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1410          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1411          * of pc->mem_cgroup safe.
1412          */
1413         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1414                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1415
1416         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1417         lruvec = &mz->lruvec;
1418 out:
1419         /*
1420          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1421          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1422          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1423          */
1424         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1425                 lruvec->zone = zone;
1426         return lruvec;
1427 }
1428
1429 /**
1430  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1431  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1432  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1433  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1434  *
1435  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1436  * lru list.
1437  */
1438 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1439                                 int nr_pages)
1440 {
1441         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1442         unsigned long *lru_size;
1443
1444         if (mem_cgroup_disabled())
1445                 return;
1446
1447         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1448         lru_size = mz->lru_size + lru;
1449         *lru_size += nr_pages;
1450         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1451 }
1452
1453 /*
1454  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1455  * hierarchy subtree
1456  */
1457 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1458                                   struct mem_cgroup *memcg)
1459 {
1460         if (root_memcg == memcg)
1461                 return true;
1462         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1463                 return false;
1464         return cgroup_is_descendant(memcg->css.cgroup, root_memcg->css.cgroup);
1465 }
1466
1467 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1468                                        struct mem_cgroup *memcg)
1469 {
1470         bool ret;
1471
1472         rcu_read_lock();
1473         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1474         rcu_read_unlock();
1475         return ret;
1476 }
1477
1478 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task,
1479                         const struct mem_cgroup *memcg)
1480 {
1481         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1482         struct task_struct *p;
1483         bool ret;
1484
1485         p = find_lock_task_mm(task);
1486         if (p) {
1487                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1488                 task_unlock(p);
1489         } else {
1490                 /*
1491                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1492                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1493                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1494                  */
1495                 rcu_read_lock();
1496                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1497                 if (curr)
1498                         css_get(&curr->css);
1499                 rcu_read_unlock();
1500         }
1501         if (!curr)
1502                 return false;
1503         /*
1504          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1505          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1506          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1507          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1508          */
1509         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1510         css_put(&curr->css);
1511         return ret;
1512 }
1513
1514 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1515 {
1516         unsigned long inactive_ratio;
1517         unsigned long inactive;
1518         unsigned long active;
1519         unsigned long gb;
1520
1521         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1522         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1523
1524         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1525         if (gb)
1526                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1527         else
1528                 inactive_ratio = 1;
1529
1530         return inactive * inactive_ratio < active;
1531 }
1532
1533 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1534         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1535
1536 /**
1537  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1538  * @memcg: the memory cgroup
1539  *
1540  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1541  * pages.
1542  */
1543 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1544 {
1545         unsigned long long margin;
1546
1547         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1548         if (do_swap_account)
1549                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1550         return margin >> PAGE_SHIFT;
1551 }
1552
1553 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1554 {
1555         /* root ? */
1556         if (!css_parent(&memcg->css))
1557                 return vm_swappiness;
1558
1559         return memcg->swappiness;
1560 }
1561
1562 /*
1563  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1564  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1565  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1566  * rcu_read_lock(), like this:
1567  *
1568  *         CPU-A                                    CPU-B
1569  *                                              rcu_read_lock()
1570  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1571  *                                                   take heavy locks.
1572  *         synchronize_rcu()                    update something.
1573  *                                              rcu_read_unlock()
1574  *         start move here.
1575  */
1576
1577 /* for quick checking without looking up memcg */
1578 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1579
1580 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1581 {
1582         atomic_inc(&memcg_moving);
1583         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1584         synchronize_rcu();
1585 }
1586
1587 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1588 {
1589         /*
1590          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1591          * We check NULL in callee rather than caller.
1592          */
1593         if (memcg) {
1594                 atomic_dec(&memcg_moving);
1595                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1596         }
1597 }
1598
1599 /*
1600  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1601  *
1602  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1603  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1604  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1605  *
1606  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1607  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1608  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1609  */
1610
1611 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1612 {
1613         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1614         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1615 }
1616
1617 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1618 {
1619         struct mem_cgroup *from;
1620         struct mem_cgroup *to;
1621         bool ret = false;
1622         /*
1623          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1624          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1625          */
1626         spin_lock(&mc.lock);
1627         from = mc.from;
1628         to = mc.to;
1629         if (!from)
1630                 goto unlock;
1631
1632         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1633                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1634 unlock:
1635         spin_unlock(&mc.lock);
1636         return ret;
1637 }
1638
1639 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1640 {
1641         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1642                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1643                         DEFINE_WAIT(wait);
1644                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1645                         /* moving charge context might have finished. */
1646                         if (mc.moving_task)
1647                                 schedule();
1648                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1649                         return true;
1650                 }
1651         }
1652         return false;
1653 }
1654
1655 /*
1656  * Take this lock when
1657  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1658  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1659  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1660  */
1661 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1662                                   unsigned long *flags)
1663 {
1664         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1665 }
1666
1667 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1668                                 unsigned long *flags)
1669 {
1670         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1671 }
1672
1673 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1674 /**
1675  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1676  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1677  * @p: Task that is going to be killed
1678  *
1679  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1680  * enabled
1681  */
1682 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1683 {
1684         /*
1685          * protects memcg_name and makes sure that parallel ooms do not
1686          * interleave
1687          */
1688         static DEFINE_SPINLOCK(oom_info_lock);
1689         struct cgroup *task_cgrp;
1690         struct cgroup *mem_cgrp;
1691         static char memcg_name[PATH_MAX];
1692         int ret;
1693         struct mem_cgroup *iter;
1694         unsigned int i;
1695
1696         if (!p)
1697                 return;
1698
1699         spin_lock(&oom_info_lock);
1700         rcu_read_lock();
1701
1702         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1703         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1704
1705         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1706         if (ret < 0) {
1707                 /*
1708                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1709                  * But we'll still print out the usage information
1710                  */
1711                 rcu_read_unlock();
1712                 goto done;
1713         }
1714         rcu_read_unlock();
1715
1716         pr_info("Task in %s killed", memcg_name);
1717
1718         rcu_read_lock();
1719         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1720         if (ret < 0) {
1721                 rcu_read_unlock();
1722                 goto done;
1723         }
1724         rcu_read_unlock();
1725
1726         /*
1727          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1728          */
1729         pr_cont(" as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1730 done:
1731
1732         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1733                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1734                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1735                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1736         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1737                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1738                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1739                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1740         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1741                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) >> 10,
1742                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_LIMIT) >> 10,
1743                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_FAILCNT));
1744
1745         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1746                 pr_info("Memory cgroup stats");
1747
1748                 rcu_read_lock();
1749                 ret = cgroup_path(iter->css.cgroup, memcg_name, PATH_MAX);
1750                 if (!ret)
1751                         pr_cont(" for %s", memcg_name);
1752                 rcu_read_unlock();
1753                 pr_cont(":");
1754
1755                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1756                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1757                                 continue;
1758                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1759                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1760                 }
1761
1762                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1763                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1764                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1765
1766                 pr_cont("\n");
1767         }
1768         spin_unlock(&oom_info_lock);
1769 }
1770
1771 /*
1772  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1773  * 1(self count) if no children.
1774  */
1775 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1776 {
1777         int num = 0;
1778         struct mem_cgroup *iter;
1779
1780         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1781                 num++;
1782         return num;
1783 }
1784
1785 /*
1786  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1787  */
1788 static u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1789 {
1790         u64 limit;
1791
1792         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1793
1794         /*
1795          * Do not consider swap space if we cannot swap due to swappiness
1796          */
1797         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1798                 u64 memsw;
1799
1800                 limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1801                 memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1802
1803                 /*
1804                  * If memsw is finite and limits the amount of swap space
1805                  * available to this memcg, return that limit.
1806                  */
1807                 limit = min(limit, memsw);
1808         }
1809
1810         return limit;
1811 }
1812
1813 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1814                                      int order)
1815 {
1816         struct mem_cgroup *iter;
1817         unsigned long chosen_points = 0;
1818         unsigned long totalpages;
1819         unsigned int points = 0;
1820         struct task_struct *chosen = NULL;
1821
1822         /*
1823          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1824          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1825          * quickly exit and free its memory.
1826          */
1827         if (fatal_signal_pending(current) || current->flags & PF_EXITING) {
1828                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1829                 return;
1830         }
1831
1832         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1833         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) >> PAGE_SHIFT ? : 1;
1834         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1835                 struct css_task_iter it;
1836                 struct task_struct *task;
1837
1838                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
1839                 while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1840                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1841                                                         false)) {
1842                         case OOM_SCAN_SELECT:
1843                                 if (chosen)
1844                                         put_task_struct(chosen);
1845                                 chosen = task;
1846                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1847                                 get_task_struct(chosen);
1848                                 /* fall through */
1849                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1850                                 continue;
1851                         case OOM_SCAN_ABORT:
1852                                 css_task_iter_end(&it);
1853                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1854                                 if (chosen)
1855                                         put_task_struct(chosen);
1856                                 return;
1857                         case OOM_SCAN_OK:
1858                                 break;
1859                         };
1860                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1861                         if (points > chosen_points) {
1862                                 if (chosen)
1863                                         put_task_struct(chosen);
1864                                 chosen = task;
1865                                 chosen_points = points;
1866                                 get_task_struct(chosen);
1867                         }
1868                 }
1869                 css_task_iter_end(&it);
1870         }
1871
1872         if (!chosen)
1873                 return;
1874         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1875         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1876                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1877 }
1878
1879 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1880                                         gfp_t gfp_mask,
1881                                         unsigned long flags)
1882 {
1883         unsigned long total = 0;
1884         bool noswap = false;
1885         int loop;
1886
1887         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1888                 noswap = true;
1889         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1890                 noswap = true;
1891
1892         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1893                 if (loop)
1894                         drain_all_stock_async(memcg);
1895                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1896                 /*
1897                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1898                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1899                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1900                  */
1901                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1902                         break;
1903                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1904                         break;
1905                 /*
1906                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1907                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1908                  */
1909                 if (loop && !total)
1910                         break;
1911         }
1912         return total;
1913 }
1914
1915 /**
1916  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1917  * @memcg: the target memcg
1918  * @nid: the node ID to be checked.
1919  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1920  *
1921  * This function returns whether the specified memcg contains any
1922  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1923  * pages in the node.
1924  */
1925 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1926                 int nid, bool noswap)
1927 {
1928         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1929                 return true;
1930         if (noswap || !total_swap_pages)
1931                 return false;
1932         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1933                 return true;
1934         return false;
1935
1936 }
1937 #if MAX_NUMNODES > 1
1938
1939 /*
1940  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1941  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1942  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1943  *
1944  */
1945 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1946 {
1947         int nid;
1948         /*
1949          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1950          * pagein/pageout changes since the last update.
1951          */
1952         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1953                 return;
1954         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1955                 return;
1956
1957         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1958         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1959
1960         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1961
1962                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1963                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1964         }
1965
1966         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1967         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1968 }
1969
1970 /*
1971  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1972  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1973  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1974  *
1975  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1976  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1977  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1978  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1979  *
1980  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1981  */
1982 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1983 {
1984         int node;
1985
1986         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1987         node = memcg->last_scanned_node;
1988
1989         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1990         if (node == MAX_NUMNODES)
1991                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1992         /*
1993          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1994          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1995          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1996          * we use curret node.
1997          */
1998         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1999                 node = numa_node_id();
2000
2001         memcg->last_scanned_node = node;
2002         return node;
2003 }
2004
2005 /*
2006  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
2007  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
2008  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
2009  * enough new information. We need to do double check.
2010  */
2011 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
2012 {
2013         int nid;
2014
2015         /*
2016          * quick check...making use of scan_node.
2017          * We can skip unused nodes.
2018          */
2019         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
2020                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
2021                      nid < MAX_NUMNODES;
2022                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
2023
2024                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
2025                                 return true;
2026                 }
2027         }
2028         /*
2029          * Check rest of nodes.
2030          */
2031         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2032                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
2033                         continue;
2034                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
2035                         return true;
2036         }
2037         return false;
2038 }
2039
2040 #else
2041 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
2042 {
2043         return 0;
2044 }
2045
2046 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
2047 {
2048         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
2049 }
2050 #endif
2051
2052 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
2053                                    struct zone *zone,
2054                                    gfp_t gfp_mask,
2055                                    unsigned long *total_scanned)
2056 {
2057         struct mem_cgroup *victim = NULL;
2058         int total = 0;
2059         int loop = 0;
2060         unsigned long excess;
2061         unsigned long nr_scanned;
2062         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
2063                 .zone = zone,
2064                 .priority = 0,
2065         };
2066
2067         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
2068
2069         while (1) {
2070                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
2071                 if (!victim) {
2072                         loop++;
2073                         if (loop >= 2) {
2074                                 /*
2075                                  * If we have not been able to reclaim
2076                                  * anything, it might because there are
2077                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
2078                                  */
2079                                 if (!total)
2080                                         break;
2081                                 /*
2082                                  * We want to do more targeted reclaim.
2083                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
2084                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
2085                                  * coming back to reclaim from this cgroup
2086                                  */
2087                                 if (total >= (excess >> 2) ||
2088                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
2089                                         break;
2090                         }
2091                         continue;
2092                 }
2093                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
2094                         continue;
2095                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
2096                                                      zone, &nr_scanned);
2097                 *total_scanned += nr_scanned;
2098                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
2099                         break;
2100         }
2101         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
2102         return total;
2103 }
2104
2105 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
2106 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
2107         .name = "memcg_oom_lock",
2108 };
2109 #endif
2110
2111 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
2112
2113 /*
2114  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
2115  * If someone is running, return false.
2116  */
2117 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
2118 {
2119         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
2120
2121         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2122
2123         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2124                 if (iter->oom_lock) {
2125                         /*
2126                          * this subtree of our hierarchy is already locked
2127                          * so we cannot give a lock.
2128                          */
2129                         failed = iter;
2130                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2131                         break;
2132                 } else
2133                         iter->oom_lock = true;
2134         }
2135
2136         if (failed) {
2137                 /*
2138                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
2139                  * to clean up what we set up to the failing subtree
2140                  */
2141                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2142                         if (iter == failed) {
2143                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2144                                 break;
2145                         }
2146                         iter->oom_lock = false;
2147                 }
2148         } else
2149                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
2150
2151         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2152
2153         return !failed;
2154 }
2155
2156 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
2157 {
2158         struct mem_cgroup *iter;
2159
2160         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2161         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
2162         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2163                 iter->oom_lock = false;
2164         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2165 }
2166
2167 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2168 {
2169         struct mem_cgroup *iter;
2170
2171         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2172                 atomic_inc(&iter->under_oom);
2173 }
2174
2175 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2176 {
2177         struct mem_cgroup *iter;
2178
2179         /*
2180          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
2181          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
2182          * atomic_add_unless() here.
2183          */
2184         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2185                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
2186 }
2187
2188 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
2189
2190 struct oom_wait_info {
2191         struct mem_cgroup *memcg;
2192         wait_queue_t    wait;
2193 };
2194
2195 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
2196         unsigned mode, int sync, void *arg)
2197 {
2198         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
2199         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
2200         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
2201
2202         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
2203         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
2204
2205         /*
2206          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
2207          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
2208          */
2209         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
2210                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
2211                 return 0;
2212         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
2213 }
2214
2215 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2216 {
2217         atomic_inc(&memcg->oom_wakeups);
2218         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
2219         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
2220 }
2221
2222 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
2223 {
2224         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
2225                 memcg_wakeup_oom(memcg);
2226 }
2227
2228 static void mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
2229 {
2230         if (!current->memcg_oom.may_oom)
2231                 return;
2232         /*
2233          * We are in the middle of the charge context here, so we
2234          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
2235          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
2236          *
2237          * Also, the caller may handle a failed allocation gracefully
2238          * (like optional page cache readahead) and so an OOM killer
2239          * invocation might not even be necessary.
2240          *
2241          * That's why we don't do anything here except remember the
2242          * OOM context and then deal with it at the end of the page
2243          * fault when the stack is unwound, the locks are released,
2244          * and when we know whether the fault was overall successful.
2245          */
2246         css_get(&memcg->css);
2247         current->memcg_oom.memcg = memcg;
2248         current->memcg_oom.gfp_mask = mask;
2249         current->memcg_oom.order = order;
2250 }
2251
2252 /**
2253  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
2254  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
2255  *
2256  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
2257  * handler was enabled.
2258  *
2259  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
2260  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
2261  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
2262  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
2263  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
2264  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
2265  *
2266  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
2267  * completed, %false otherwise.
2268  */
2269 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
2270 {
2271         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_oom.memcg;
2272         struct oom_wait_info owait;
2273         bool locked;
2274
2275         /* OOM is global, do not handle */
2276         if (!memcg)
2277                 return false;
2278
2279         if (!handle)
2280                 goto cleanup;
2281
2282         owait.memcg = memcg;
2283         owait.wait.flags = 0;
2284         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2285         owait.wait.private = current;
2286         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
2287
2288         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2289         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2290
2291         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
2292
2293         if (locked)
2294                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2295
2296         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
2297                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2298                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2299                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom.gfp_mask,
2300                                          current->memcg_oom.order);
2301         } else {
2302                 schedule();
2303                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2304                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2305         }
2306
2307         if (locked) {
2308                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2309                 /*
2310                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
2311                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
2312                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
2313                  */
2314                 memcg_oom_recover(memcg);
2315         }
2316 cleanup:
2317         current->memcg_oom.memcg = NULL;
2318         css_put(&memcg->css);
2319         return true;
2320 }
2321
2322 /*
2323  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
2324  * generalized to update other statistics as well.
2325  *
2326  * Notes: Race condition
2327  *
2328  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
2329  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
2330  * to do so _always_.
2331  *
2332  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
2333  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
2334  * are no race with "charge".
2335  *
2336  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
2337  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
2338  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
2339  * by flags.
2340  *
2341  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
2342  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
2343  * If there is, we take a lock.
2344  */
2345
2346 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
2347                                 bool *locked, unsigned long *flags)
2348 {
2349         struct mem_cgroup *memcg;
2350         struct page_cgroup *pc;
2351
2352         pc = lookup_page_cgroup(page);
2353 again:
2354         memcg = pc->mem_cgroup;
2355         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2356                 return;
2357         /*
2358          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
2359          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
2360          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
2361          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
2362          */
2363         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
2364                 return;
2365
2366         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2367         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2368                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2369                 goto again;
2370         }
2371         *locked = true;
2372 }
2373
2374 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
2375 {
2376         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2377
2378         /*
2379          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
2380          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
2381          * should take move_lock_mem_cgroup().
2382          */
2383         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
2384 }
2385
2386 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
2387                                  enum mem_cgroup_stat_index idx, int val)
2388 {
2389         struct mem_cgroup *memcg;
2390         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2391         unsigned long uninitialized_var(flags);
2392
2393         if (mem_cgroup_disabled())
2394                 return;
2395
2396         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
2397         memcg = pc->mem_cgroup;
2398         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2399                 return;
2400
2401         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2402 }
2403
2404 /*
2405  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2406  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2407  */
2408 #define CHARGE_BATCH    32U
2409 struct memcg_stock_pcp {
2410         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2411         unsigned int nr_pages;
2412         struct work_struct work;
2413         unsigned long flags;
2414 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2415 };
2416 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2417 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2418
2419 /**
2420  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2421  * @memcg: memcg to consume from.
2422  * @nr_pages: how many pages to charge.
2423  *
2424  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2425  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2426  * service an allocation will refill the stock.
2427  *
2428  * returns true if successful, false otherwise.
2429  */
2430 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2431 {
2432         struct memcg_stock_pcp *stock;
2433         bool ret = true;
2434
2435         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2436                 return false;
2437
2438         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2439         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages)
2440                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2441         else /* need to call res_counter_charge */
2442                 ret = false;
2443         put_cpu_var(memcg_stock);
2444         return ret;
2445 }
2446
2447 /*
2448  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2449  */
2450 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2451 {
2452         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2453
2454         if (stock->nr_pages) {
2455                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2456
2457                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2458                 if (do_swap_account)
2459                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2460                 stock->nr_pages = 0;
2461         }
2462         stock->cached = NULL;
2463 }
2464
2465 /*
2466  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2467  * a thread which is pinned to local cpu.
2468  */
2469 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2470 {
2471         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2472         drain_stock(stock);
2473         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2474 }
2475
2476 static void __init memcg_stock_init(void)
2477 {
2478         int cpu;
2479
2480         for_each_possible_cpu(cpu) {
2481                 struct memcg_stock_pcp *stock =
2482                                         &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2483                 INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
2484         }
2485 }
2486
2487 /*
2488  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2489  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2490  */
2491 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2492 {
2493         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2494
2495         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2496                 drain_stock(stock);
2497                 stock->cached = memcg;
2498         }
2499         stock->nr_pages += nr_pages;
2500         put_cpu_var(memcg_stock);
2501 }
2502
2503 /*
2504  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2505  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2506  * until the work is done.
2507  */
2508 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2509 {
2510         int cpu, curcpu;
2511
2512         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2513         get_online_cpus();
2514         curcpu = get_cpu();
2515         for_each_online_cpu(cpu) {
2516                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2517                 struct mem_cgroup *memcg;
2518
2519                 memcg = stock->cached;
2520                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2521                         continue;
2522                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2523                         continue;
2524                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2525                         if (cpu == curcpu)
2526                                 drain_local_stock(&stock->work);
2527                         else
2528                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2529                 }
2530         }
2531         put_cpu();
2532
2533         if (!sync)
2534                 goto out;
2535
2536         for_each_online_cpu(cpu) {
2537                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2538                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2539                         flush_work(&stock->work);
2540         }
2541 out:
2542         put_online_cpus();
2543 }
2544
2545 /*
2546  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2547  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2548  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2549  * it.
2550  */
2551 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2552 {
2553         /*
2554          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2555          */
2556         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2557                 return;
2558         drain_all_stock(root_memcg, false);
2559         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2560 }
2561
2562 /* This is a synchronous drain interface. */
2563 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2564 {
2565         /* called when force_empty is called */
2566         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2567         drain_all_stock(root_memcg, true);
2568         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2569 }
2570
2571 /*
2572  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2573  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2574  */
2575 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2576 {
2577         int i;
2578
2579         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2580         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2581                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2582
2583                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2584                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2585         }
2586         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2587                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2588
2589                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2590                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2591         }
2592         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2593 }
2594
2595 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2596                                         unsigned long action,
2597                                         void *hcpu)
2598 {
2599         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2600         struct memcg_stock_pcp *stock;
2601         struct mem_cgroup *iter;
2602
2603         if (action == CPU_ONLINE)
2604                 return NOTIFY_OK;
2605
2606         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2607                 return NOTIFY_OK;
2608
2609         for_each_mem_cgroup(iter)
2610                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2611
2612         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2613         drain_stock(stock);
2614         return NOTIFY_OK;
2615 }
2616
2617
2618 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2619 enum {
2620         CHARGE_OK,              /* success */
2621         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2622         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2623         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2624 };
2625
2626 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2627                                 unsigned int nr_pages, unsigned int min_pages,
2628                                 bool invoke_oom)
2629 {
2630         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2631         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2632         struct res_counter *fail_res;
2633         unsigned long flags = 0;
2634         int ret;
2635
2636         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2637
2638         if (likely(!ret)) {
2639                 if (!do_swap_account)
2640                         return CHARGE_OK;
2641                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2642                 if (likely(!ret))
2643                         return CHARGE_OK;
2644
2645                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2646                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2647                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2648         } else
2649                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2650         /*
2651          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2652          * single page instead.
2653          */
2654         if (nr_pages > min_pages)
2655                 return CHARGE_RETRY;
2656
2657         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2658                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2659
2660         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2661                 return CHARGE_NOMEM;
2662
2663         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2664         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2665                 return CHARGE_RETRY;
2666         /*
2667          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2668          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2669          * before killing the task.
2670          *
2671          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2672          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2673          * to regular pages anyway in case of failure.
2674          */
2675         if (nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) && ret)
2676                 return CHARGE_RETRY;
2677
2678         /*
2679          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2680          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2681          */
2682         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2683                 return CHARGE_RETRY;
2684
2685         if (invoke_oom)
2686                 mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize));
2687
2688         return CHARGE_NOMEM;
2689 }
2690
2691 /*
2692  * __mem_cgroup_try_charge() does
2693  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2694  * 2. update res_counter
2695  * 3. call memory reclaim if necessary.
2696  *
2697  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2698  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2699  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2700  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2701  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2702  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2703  *
2704  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2705  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2706  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2707  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2708  *
2709  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2710  * the oom-killer can be invoked.
2711  */
2712 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2713                                    gfp_t gfp_mask,
2714                                    unsigned int nr_pages,
2715                                    struct mem_cgroup **ptr,
2716                                    bool oom)
2717 {
2718         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2719         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2720         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2721         int ret;
2722
2723         /*
2724          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2725          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2726          * MEMDIE process.
2727          */
2728         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2729                      || fatal_signal_pending(current)))
2730                 goto bypass;
2731
2732         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2733                 goto nomem;
2734
2735         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2736                 oom = false;
2737
2738         /*
2739          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2740          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2741          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2742          * set, if so charge the root memcg (happens for pagecache usage).
2743          */
2744         if (!*ptr && !mm)
2745                 *ptr = root_mem_cgroup;
2746 again:
2747         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2748                 memcg = *ptr;
2749                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2750                         goto done;
2751                 if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2752                         goto done;
2753                 css_get(&memcg->css);
2754         } else {
2755                 struct task_struct *p;
2756
2757                 rcu_read_lock();
2758                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2759                 /*
2760                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2761                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2762                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2763                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2764                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2765                  * small race, here.
2766                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2767                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2768                  */
2769                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2770                 if (!memcg)
2771                         memcg = root_mem_cgroup;
2772                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2773                         rcu_read_unlock();
2774                         goto done;
2775                 }
2776                 if (consume_stock(memcg, nr_pages)) {
2777                         /*
2778                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2779                          * But considering how consume_stok works, it's not
2780                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2781                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2782                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2783                          * calling consume_stock().
2784                          */
2785                         rcu_read_unlock();
2786                         goto done;
2787                 }
2788                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2789                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2790                         rcu_read_unlock();
2791                         goto again;
2792                 }
2793                 rcu_read_unlock();
2794         }
2795
2796         do {
2797                 bool invoke_oom = oom && !nr_oom_retries;
2798
2799                 /* If killed, bypass charge */
2800                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2801                         css_put(&memcg->css);
2802                         goto bypass;
2803                 }
2804
2805                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch,
2806                                            nr_pages, invoke_oom);
2807                 switch (ret) {
2808                 case CHARGE_OK:
2809                         break;
2810                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2811                         batch = nr_pages;
2812                         css_put(&memcg->css);
2813                         memcg = NULL;
2814                         goto again;
2815                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2816                         css_put(&memcg->css);
2817                         goto nomem;
2818                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2819                         if (!oom || invoke_oom) {
2820                                 css_put(&memcg->css);
2821                                 goto nomem;
2822                         }
2823                         nr_oom_retries--;
2824                         break;
2825                 }
2826         } while (ret != CHARGE_OK);
2827
2828         if (batch > nr_pages)
2829                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2830         css_put(&memcg->css);
2831 done:
2832         *ptr = memcg;
2833         return 0;
2834 nomem:
2835         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL)) {
2836                 *ptr = NULL;
2837                 return -ENOMEM;
2838         }
2839 bypass:
2840         *ptr = root_mem_cgroup;
2841         return -EINTR;
2842 }
2843
2844 /*
2845  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2846  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2847  * gotten by try_charge().
2848  */
2849 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2850                                        unsigned int nr_pages)
2851 {
2852         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2853                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2854
2855                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2856                 if (do_swap_account)
2857                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2858         }
2859 }
2860
2861 /*
2862  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2863  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2864  */
2865 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2866                                         unsigned int nr_pages)
2867 {
2868         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2869
2870         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2871                 return;
2872
2873         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2874         if (do_swap_account)
2875                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2876                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2877 }
2878
2879 /*
2880  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2881  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling css_tryget if
2882  * the mem_cgroup is used for charging. (dropping refcnt from swap can be
2883  * called against removed memcg.)
2884  */
2885 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2886 {
2887         /* ID 0 is unused ID */
2888         if (!id)
2889                 return NULL;
2890         return mem_cgroup_from_id(id);
2891 }
2892
2893 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2894 {
2895         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2896         struct page_cgroup *pc;
2897         unsigned short id;
2898         swp_entry_t ent;
2899
2900         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
2901
2902         pc = lookup_page_cgroup(page);
2903         lock_page_cgroup(pc);
2904         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2905                 memcg = pc->mem_cgroup;
2906                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2907                         memcg = NULL;
2908         } else if (PageSwapCache(page)) {
2909                 ent.val = page_private(page);
2910                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2911                 rcu_read_lock();
2912                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2913                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2914                         memcg = NULL;
2915                 rcu_read_unlock();
2916         }
2917         unlock_page_cgroup(pc);
2918         return memcg;
2919 }
2920
2921 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2922                                        struct page *page,
2923                                        unsigned int nr_pages,
2924                                        enum charge_type ctype,
2925                                        bool lrucare)
2926 {
2927         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2928         struct zone *uninitialized_var(zone);
2929         struct lruvec *lruvec;
2930         bool was_on_lru = false;
2931         bool anon;
2932
2933         lock_page_cgroup(pc);
2934         VM_BUG_ON_PAGE(PageCgroupUsed(pc), page);
2935         /*
2936          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2937          * accessed by any other context at this point.
2938          */
2939
2940         /*
2941          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2942          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2943          */
2944         if (lrucare) {
2945                 zone = page_zone(page);
2946                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2947                 if (PageLRU(page)) {
2948                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2949                         ClearPageLRU(page);
2950                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2951                         was_on_lru = true;
2952                 }
2953         }
2954
2955         pc->mem_cgroup = memcg;
2956         /*
2957          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2958          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2959          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2960          * before USED bit, we need memory barrier here.
2961          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2962          */
2963         smp_wmb();
2964         SetPageCgroupUsed(pc);
2965
2966         if (lrucare) {
2967                 if (was_on_lru) {
2968                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2969                         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2970                         SetPageLRU(page);
2971                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2972                 }
2973                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2974         }
2975
2976         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON)
2977                 anon = true;
2978         else
2979                 anon = false;
2980
2981         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, nr_pages);
2982         unlock_page_cgroup(pc);
2983
2984         /*
2985          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2986          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2987          * if they exceeds softlimit.
2988          */
2989         memcg_check_events(memcg, page);
2990 }
2991
2992 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
2993
2994 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2995 static inline bool memcg_can_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2996 {
2997         return !mem_cgroup_disabled() && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
2998                 (memcg->kmem_account_flags & KMEM_ACCOUNTED_MASK) ==
2999                                                         KMEM_ACCOUNTED_MASK;
3000 }
3001
3002 /*
3003  * This is a bit cumbersome, but it is rarely used and avoids a backpointer
3004  * in the memcg_cache_params struct.
3005  */
3006 static struct kmem_cache *memcg_params_to_cache(struct memcg_cache_params *p)
3007 {
3008         struct kmem_cache *cachep;
3009
3010         VM_BUG_ON(p->is_root_cache);
3011         cachep = p->root_cache;
3012         return cache_from_memcg_idx(cachep, memcg_cache_id(p->memcg));
3013 }
3014
3015 #ifdef CONFIG_SLABINFO
3016 static int mem_cgroup_slabinfo_read(struct seq_file *m, void *v)
3017 {
3018         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3019         struct memcg_cache_params *params;
3020
3021         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
3022                 return -EIO;
3023
3024         print_slabinfo_header(m);
3025
3026         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3027         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list)
3028                 cache_show(memcg_params_to_cache(params), m);
3029         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3030
3031         return 0;
3032 }
3033 #endif
3034
3035 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp, u64 size)
3036 {
3037         struct res_counter *fail_res;
3038         struct mem_cgroup *_memcg;
3039         int ret = 0;
3040
3041         ret = res_counter_charge(&memcg->kmem, size, &fail_res);
3042         if (ret)
3043                 return ret;
3044
3045         _memcg = memcg;
3046         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp, size >> PAGE_SHIFT,
3047                                       &_memcg, oom_gfp_allowed(gfp));
3048
3049         if (ret == -EINTR)  {
3050                 /*
3051                  * __mem_cgroup_try_charge() chosed to bypass to root due to
3052                  * OOM kill or fatal signal.  Since our only options are to
3053                  * either fail the allocation or charge it to this cgroup, do
3054                  * it as a temporary condition. But we can't fail. From a
3055                  * kmem/slab perspective, the cache has already been selected,
3056                  * by mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
3057                  * our minds.
3058                  *
3059                  * This condition will only trigger if the task entered
3060                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed during
3061                  * __mem_cgroup_try_charge() above. Tasks that were already
3062                  * dying when the allocation triggers should have been already
3063                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
3064                  */
3065                 res_counter_charge_nofail(&memcg->res, size, &fail_res);
3066                 if (do_swap_account)
3067                         res_counter_charge_nofail(&memcg->memsw, size,
3068                                                   &fail_res);
3069                 ret = 0;
3070         } else if (ret)
3071                 res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size);
3072
3073         return ret;
3074 }
3075
3076 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, u64 size)
3077 {
3078         res_counter_uncharge(&memcg->res, size);
3079         if (do_swap_account)
3080                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, size);
3081
3082         /* Not down to 0 */
3083         if (res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size))
3084                 return;
3085
3086         /*
3087          * Releases a reference taken in kmem_cgroup_css_offline in case
3088          * this last uncharge is racing with the offlining code or it is
3089          * outliving the memcg existence.
3090          *
3091          * The memory barrier imposed by test&clear is paired with the
3092          * explicit one in memcg_kmem_mark_dead().
3093          */
3094         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
3095                 css_put(&memcg->css);
3096 }
3097
3098 /*
3099  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
3100  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
3101  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
3102  */
3103 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
3104 {
3105         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
3106 }
3107
3108 /*
3109  * This ends up being protected by the set_limit mutex, during normal
3110  * operation, because that is its main call site.
3111  *
3112  * But when we create a new cache, we can call this as well if its parent
3113  * is kmem-limited. That will have to hold set_limit_mutex as well.
3114  */
3115 static int memcg_update_cache_sizes(struct mem_cgroup *memcg)
3116 {
3117         int num, ret;
3118
3119         num = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
3120                                 0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
3121         if (num < 0)
3122                 return num;
3123         /*
3124          * After this point, kmem_accounted (that we test atomically in
3125          * the beginning of this conditional), is no longer 0. This
3126          * guarantees only one process will set the following boolean
3127          * to true. We don't need test_and_set because we're protected
3128          * by the set_limit_mutex anyway.
3129          */
3130         memcg_kmem_set_activated(memcg);
3131
3132         ret = memcg_update_all_caches(num+1);
3133         if (ret) {
3134                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, num);
3135                 memcg_kmem_clear_activated(memcg);
3136                 return ret;
3137         }
3138
3139         memcg->kmemcg_id = num;
3140         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
3141         mutex_init(&memcg->slab_caches_mutex);
3142         return 0;
3143 }
3144
3145 static size_t memcg_caches_array_size(int num_groups)
3146 {
3147         ssize_t size;
3148         if (num_groups <= 0)
3149                 return 0;
3150
3151         size = 2 * num_groups;
3152         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
3153                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
3154         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
3155                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
3156
3157         return size;
3158 }
3159
3160 /*
3161  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
3162  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
3163  * calling this.
3164  */
3165 void memcg_update_array_size(int num)
3166 {
3167         if (num > memcg_limited_groups_array_size)
3168                 memcg_limited_groups_array_size = memcg_caches_array_size(num);
3169 }
3170
3171 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w);
3172
3173 int memcg_update_cache_size(struct kmem_cache *s, int num_groups)
3174 {
3175         struct memcg_cache_params *cur_params = s->memcg_params;
3176
3177         VM_BUG_ON(!is_root_cache(s));
3178
3179         if (num_groups > memcg_limited_groups_array_size) {
3180                 int i;
3181                 ssize_t size = memcg_caches_array_size(num_groups);
3182
3183                 size *= sizeof(void *);
3184                 size += offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
3185
3186                 s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3187                 if (!s->memcg_params) {
3188                         s->memcg_params = cur_params;
3189                         return -ENOMEM;
3190                 }
3191
3192                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3193
3194                 /*
3195                  * There is the chance it will be bigger than
3196                  * memcg_limited_groups_array_size, if we failed an allocation
3197                  * in a cache, in which case all caches updated before it, will
3198                  * have a bigger array.
3199                  *
3200                  * But if that is the case, the data after
3201                  * memcg_limited_groups_array_size is certainly unused
3202                  */
3203                 for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3204                         if (!cur_params->memcg_caches[i])
3205                                 continue;
3206                         s->memcg_params->memcg_caches[i] =
3207                                                 cur_params->memcg_caches[i];
3208                 }
3209
3210                 /*
3211                  * Ideally, we would wait until all caches succeed, and only
3212                  * then free the old one. But this is not worth the extra
3213                  * pointer per-cache we'd have to have for this.
3214                  *
3215                  * It is not a big deal if some caches are left with a size
3216                  * bigger than the others. And all updates will reset this
3217                  * anyway.
3218                  */
3219                 kfree(cur_params);
3220         }
3221         return 0;
3222 }
3223
3224 int memcg_alloc_cache_params(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s,
3225                              struct kmem_cache *root_cache)
3226 {
3227         size_t size;
3228
3229         if (!memcg_kmem_enabled())
3230                 return 0;
3231
3232         if (!memcg) {
3233                 size = offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
3234                 size += memcg_limited_groups_array_size * sizeof(void *);
3235         } else
3236                 size = sizeof(struct memcg_cache_params);
3237
3238         s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3239         if (!s->memcg_params)
3240                 return -ENOMEM;
3241
3242         if (memcg) {
3243                 s->memcg_params->memcg = memcg;
3244                 s->memcg_params->root_cache = root_cache;
3245                 INIT_WORK(&s->memcg_params->destroy,
3246                                 kmem_cache_destroy_work_func);
3247         } else
3248                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3249
3250         return 0;
3251 }
3252
3253 void memcg_free_cache_params(struct kmem_cache *s)
3254 {
3255         kfree(s->memcg_params);
3256 }
3257
3258 void memcg_register_cache(struct kmem_cache *s)
3259 {
3260         struct kmem_cache *root;
3261         struct mem_cgroup *memcg;
3262         int id;
3263
3264         if (is_root_cache(s))
3265                 return;
3266
3267         /*
3268          * Holding the slab_mutex assures nobody will touch the memcg_caches
3269          * array while we are modifying it.
3270          */
3271         lockdep_assert_held(&slab_mutex);
3272
3273         root = s->memcg_params->root_cache;
3274         memcg = s->memcg_params->memcg;
3275         id = memcg_cache_id(memcg);
3276
3277         css_get(&memcg->css);
3278
3279
3280         /*
3281          * Since readers won't lock (see cache_from_memcg_idx()), we need a
3282          * barrier here to ensure nobody will see the kmem_cache partially
3283          * initialized.
3284          */
3285         smp_wmb();
3286
3287         /*
3288          * Initialize the pointer to this cache in its parent's memcg_params
3289          * before adding it to the memcg_slab_caches list, otherwise we can
3290          * fail to convert memcg_params_to_cache() while traversing the list.
3291          */
3292         VM_BUG_ON(root->memcg_params->memcg_caches[id]);
3293         root->memcg_params->memcg_caches[id] = s;
3294
3295         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3296         list_add(&s->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
3297         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3298 }
3299
3300 void memcg_unregister_cache(struct kmem_cache *s)
3301 {
3302         struct kmem_cache *root;
3303         struct mem_cgroup *memcg;
3304         int id;
3305
3306         if (is_root_cache(s))
3307                 return;
3308
3309         /*
3310          * Holding the slab_mutex assures nobody will touch the memcg_caches
3311          * array while we are modifying it.
3312          */
3313         lockdep_assert_held(&slab_mutex);
3314
3315         root = s->memcg_params->root_cache;
3316         memcg = s->memcg_params->memcg;
3317         id = memcg_cache_id(memcg);
3318
3319         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3320         list_del(&s->memcg_params->list);
3321         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3322
3323         /*
3324          * Clear the pointer to this cache in its parent's memcg_params only
3325          * after removing it from the memcg_slab_caches list, otherwise we can
3326          * fail to convert memcg_params_to_cache() while traversing the list.
3327          */
3328         VM_BUG_ON(!root->memcg_params->memcg_caches[id]);
3329         root->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
3330
3331         css_put(&memcg->css);
3332 }
3333
3334 /*
3335  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
3336  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
3337  * enqueing new caches to be created.
3338  *
3339  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
3340  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
3341  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
3342  * objects during debug.
3343  *
3344  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
3345  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
3346  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
3347  * cache again, failing at the same point.
3348  *
3349  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
3350  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
3351  * inside the following two functions.
3352  */
3353 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
3354 {
3355         VM_BUG_ON(!current->mm);
3356         current->memcg_kmem_skip_account++;
3357 }
3358
3359 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
3360 {
3361         VM_BUG_ON(!current->mm);
3362         current->memcg_kmem_skip_account--;
3363 }
3364
3365 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w)
3366 {
3367         struct kmem_cache *cachep;
3368         struct memcg_cache_params *p;
3369
3370         p = container_of(w, struct memcg_cache_params, destroy);
3371
3372         cachep = memcg_params_to_cache(p);
3373
3374         /*
3375          * If we get down to 0 after shrink, we could delete right away.
3376          * However, memcg_release_pages() already puts us back in the workqueue
3377          * in that case. If we proceed deleting, we'll get a dangling
3378          * reference, and removing the object from the workqueue in that case
3379          * is unnecessary complication. We are not a fast path.
3380          *
3381          * Note that this case is fundamentally different from racing with
3382          * shrink_slab(): if memcg_cgroup_destroy_cache() is called in
3383          * kmem_cache_shrink, not only we would be reinserting a dead cache
3384          * into the queue, but doing so from inside the worker racing to
3385          * destroy it.
3386          *
3387          * So if we aren't down to zero, we'll just schedule a worker and try
3388          * again
3389          */
3390         if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) != 0) {
3391                 kmem_cache_shrink(cachep);
3392                 if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) == 0)
3393                         return;
3394         } else
3395                 kmem_cache_destroy(cachep);
3396 }
3397
3398 void mem_cgroup_destroy_cache(struct kmem_cache *cachep)
3399 {
3400         if (!cachep->memcg_params->dead)
3401                 return;
3402
3403         /*
3404          * There are many ways in which we can get here.
3405          *
3406          * We can get to a memory-pressure situation while the delayed work is
3407          * still pending to run. The vmscan shrinkers can then release all
3408          * cache memory and get us to destruction. If this is the case, we'll
3409          * be executed twice, which is a bug (the second time will execute over
3410          * bogus data). In this case, cancelling the work should be fine.
3411          *
3412          * But we can also get here from the worker itself, if
3413          * kmem_cache_shrink is enough to shake all the remaining objects and
3414          * get the page count to 0. In this case, we'll deadlock if we try to
3415          * cancel the work (the worker runs with an internal lock held, which
3416          * is the same lock we would hold for cancel_work_sync().)
3417          *
3418          * Since we can't possibly know who got us here, just refrain from
3419          * running if there is already work pending
3420          */
3421         if (work_pending(&cachep->memcg_params->destroy))
3422                 return;
3423         /*
3424          * We have to defer the actual destroying to a workqueue, because
3425          * we might currently be in a context that cannot sleep.
3426          */
3427         schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3428 }
3429
3430 /*
3431  * This lock protects updaters, not readers. We want readers to be as fast as
3432  * they can, and they will either see NULL or a valid cache value. Our model
3433  * allow them to see NULL, in which case the root memcg will be selected.
3434  *
3435  * We need this lock because multiple allocations to the same cache from a non
3436  * will span more than one worker. Only one of them can create the cache.
3437  */
3438 static DEFINE_MUTEX(memcg_cache_mutex);
3439
3440 /*
3441  * Called with memcg_cache_mutex held
3442  */
3443 static struct kmem_cache *kmem_cache_dup(struct mem_cgroup *memcg,
3444                                          struct kmem_cache *s)
3445 {
3446         struct kmem_cache *new;
3447         static char *tmp_name = NULL;
3448
3449         lockdep_assert_held(&memcg_cache_mutex);
3450
3451         /*
3452          * kmem_cache_create_memcg duplicates the given name and
3453          * cgroup_name for this name requires RCU context.
3454          * This static temporary buffer is used to prevent from
3455          * pointless shortliving allocation.
3456          */
3457         if (!tmp_name) {
3458                 tmp_name = kmalloc(PATH_MAX, GFP_KERNEL);
3459                 if (!tmp_name)
3460                         return NULL;
3461         }
3462
3463         rcu_read_lock();
3464         snprintf(tmp_name, PATH_MAX, "%s(%d:%s)", s->name,
3465                          memcg_cache_id(memcg), cgroup_name(memcg->css.cgroup));
3466         rcu_read_unlock();
3467
3468         new = kmem_cache_create_memcg(memcg, tmp_name, s->object_size, s->align,
3469                                       (s->flags & ~SLAB_PANIC), s->ctor, s);
3470
3471         if (new)
3472                 new->allocflags |= __GFP_KMEMCG;
3473
3474         return new;
3475 }
3476
3477 static struct kmem_cache *memcg_create_kmem_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3478                                                   struct kmem_cache *cachep)
3479 {
3480         struct kmem_cache *new_cachep;
3481
3482         BUG_ON(!memcg_can_account_kmem(memcg));
3483
3484         mutex_lock(&memcg_cache_mutex);
3485         new_cachep = kmem_cache_dup(memcg, cachep);
3486         if (new_cachep == NULL)
3487                 new_cachep = cachep;
3488         mutex_unlock(&memcg_cache_mutex);
3489         return new_cachep;
3490 }
3491
3492 void kmem_cache_destroy_memcg_children(struct kmem_cache *s)
3493 {
3494         struct kmem_cache *c;
3495         int i;
3496
3497         if (!s->memcg_params)
3498                 return;
3499         if (!s->memcg_params->is_root_cache)
3500                 return;
3501
3502         /*
3503          * If the cache is being destroyed, we trust that there is no one else
3504          * requesting objects from it. Even if there are, the sanity checks in
3505          * kmem_cache_destroy should caught this ill-case.
3506          *
3507          * Still, we don't want anyone else freeing memcg_caches under our
3508          * noses, which can happen if a new memcg comes to life. As usual,
3509          * we'll take the set_limit_mutex to protect ourselves against this.
3510          */
3511         mutex_lock(&set_limit_mutex);
3512         for_each_memcg_cache_index(i) {
3513                 c = cache_from_memcg_idx(s, i);
3514                 if (!c)
3515                         continue;
3516
3517                 /*
3518                  * We will now manually delete the caches, so to avoid races
3519                  * we need to cancel all pending destruction workers and
3520                  * proceed with destruction ourselves.
3521                  *
3522                  * kmem_cache_destroy() will call kmem_cache_shrink internally,
3523                  * and that could spawn the workers again: it is likely that
3524                  * the cache still have active pages until this very moment.
3525                  * This would lead us back to mem_cgroup_destroy_cache.
3526                  *
3527                  * But that will not execute at all if the "dead" flag is not
3528                  * set, so flip it down to guarantee we are in control.
3529                  */
3530                 c->memcg_params->dead = false;
3531                 cancel_work_sync(&c->memcg_params->destroy);
3532                 kmem_cache_destroy(c);
3533         }
3534         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3535 }
3536
3537 struct create_work {
3538         struct mem_cgroup *memcg;
3539         struct kmem_cache *cachep;
3540         struct work_struct work;
3541 };
3542
3543 static void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3544 {
3545         struct kmem_cache *cachep;
3546         struct memcg_cache_params *params;
3547
3548         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3549                 return;
3550
3551         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3552         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list) {
3553                 cachep = memcg_params_to_cache(params);
3554                 cachep->memcg_params->dead = true;
3555                 schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3556         }
3557         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3558 }
3559
3560 static void memcg_create_cache_work_func(struct work_struct *w)
3561 {
3562         struct create_work *cw;
3563
3564         cw = container_of(w, struct create_work, work);
3565         memcg_create_kmem_cache(cw->memcg, cw->cachep);
3566         css_put(&cw->memcg->css);
3567         kfree(cw);
3568 }
3569
3570 /*
3571  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
3572  */
3573 static void __memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3574                                          struct kmem_cache *cachep)
3575 {
3576         struct create_work *cw;
3577
3578         cw = kmalloc(sizeof(struct create_work), GFP_NOWAIT);
3579         if (cw == NULL) {
3580                 css_put(&memcg->css);
3581                 return;
3582         }
3583
3584         cw->memcg = memcg;
3585         cw->cachep = cachep;
3586
3587         INIT_WORK(&cw->work, memcg_create_cache_work_func);
3588         schedule_work(&cw->work);
3589 }
3590
3591 static void memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3592                                        struct kmem_cache *cachep)
3593 {
3594         /*
3595          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
3596          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
3597          * in __memcg_create_cache_enqueue will recurse.
3598          *
3599          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
3600          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
3601          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
3602          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
3603          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
3604          */
3605         memcg_stop_kmem_account();
3606         __memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3607         memcg_resume_kmem_account();
3608 }
3609 /*
3610  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
3611  * We try to use the current memcg's version of the cache.
3612  *
3613  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
3614  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
3615  * in a workqueue.
3616  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
3617  * the original cache.
3618  *
3619  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
3620  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
3621  */
3622 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
3623                                           gfp_t gfp)
3624 {
3625         struct mem_cgroup *memcg;
3626         struct kmem_cache *memcg_cachep;
3627
3628         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
3629         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
3630
3631         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3632                 return cachep;
3633
3634         rcu_read_lock();
3635         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
3636
3637         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
3638                 goto out;
3639
3640         memcg_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, memcg_cache_id(memcg));
3641         if (likely(memcg_cachep)) {
3642                 cachep = memcg_cachep;
3643                 goto out;
3644         }
3645
3646         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
3647         if (!css_tryget(&memcg->css))
3648                 goto out;
3649         rcu_read_unlock();
3650
3651         /*
3652          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
3653          * context), we could be be predictable and return right away.
3654          * This would guarantee that the allocation being performed
3655          * already belongs in the new cache.
3656          *
3657          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
3658          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
3659          * kmem_cache_dup, this means no further allocation could happen
3660          * with the slab_mutex held.
3661          *
3662          * Also, because cache creation issue get_online_cpus(), this
3663          * creates a lock chain: memcg_slab_mutex -> cpu_hotplug_mutex,
3664          * that ends up reversed during cpu hotplug. (cpuset allocates
3665          * a bunch of GFP_KERNEL memory during cpuup). Due to all that,
3666          * better to defer everything.
3667          */
3668         memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3669         return cachep;
3670 out:
3671         rcu_read_unlock();
3672         return cachep;
3673 }
3674 EXPORT_SYMBOL(__memcg_kmem_get_cache);
3675
3676 /*
3677  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
3678  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
3679  * need a further commit step to do the final arrangements.
3680  *
3681  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
3682  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
3683  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
3684  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
3685  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
3686  * the compiled-out case as well.
3687  *
3688  * Returning true means the allocation is possible.
3689  */
3690 bool
3691 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
3692 {
3693         struct mem_cgroup *memcg;
3694         int ret;
3695
3696         *_memcg = NULL;
3697
3698         /*
3699          * Disabling accounting is only relevant for some specific memcg
3700          * internal allocations. Therefore we would initially not have such
3701          * check here, since direct calls to the page allocator that are marked
3702          * with GFP_KMEMCG only happen outside memcg core. We are mostly
3703          * concerned with cache allocations, and by having this test at
3704          * memcg_kmem_get_cache, we are already able to relay the allocation to
3705          * the root cache and bypass the memcg cache altogether.
3706          *
3707          * There is one exception, though: the SLUB allocator does not create
3708          * large order caches, but rather service large kmallocs directly from
3709          * the page allocator. Therefore, the following sequence when backed by
3710          * the SLUB allocator:
3711          *
3712          *      memcg_stop_kmem_account();
3713          *      kmalloc(<large_number>)
3714          *      memcg_resume_kmem_account();
3715          *
3716          * would effectively ignore the fact that we should skip accounting,
3717          * since it will drive us directly to this function without passing
3718          * through the cache selector memcg_kmem_get_cache. Such large
3719          * allocations are extremely rare but can happen, for instance, for the
3720          * cache arrays. We bring this test here.
3721          */
3722         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3723                 return true;
3724
3725         memcg = try_get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
3726
3727         /*
3728          * very rare case described in mem_cgroup_from_task. Unfortunately there
3729          * isn't much we can do without complicating this too much, and it would
3730          * be gfp-dependent anyway. Just let it go
3731          */
3732         if (unlikely(!memcg))
3733                 return true;
3734
3735         if (!memcg_can_account_kmem(memcg)) {
3736                 css_put(&memcg->css);
3737                 return true;
3738         }
3739
3740         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, PAGE_SIZE << order);
3741         if (!ret)
3742                 *_memcg = memcg;
3743
3744         css_put(&memcg->css);
3745         return (ret == 0);
3746 }
3747
3748 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3749                               int order)
3750 {
3751         struct page_cgroup *pc;
3752
3753         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3754
3755         /* The page allocation failed. Revert */
3756         if (!page) {
3757                 memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3758                 return;
3759         }
3760
3761         pc = lookup_page_cgroup(page);
3762         lock_page_cgroup(pc);
3763         pc->mem_cgroup = memcg;
3764         SetPageCgroupUsed(pc);
3765         unlock_page_cgroup(pc);
3766 }
3767
3768 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
3769 {
3770         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3771         struct page_cgroup *pc;
3772
3773
3774         pc = lookup_page_cgroup(page);
3775         /*
3776          * Fast unlocked return. Theoretically might have changed, have to
3777          * check again after locking.
3778          */
3779         if (!PageCgroupUsed(pc))
3780                 return;
3781
3782         lock_page_cgroup(pc);
3783         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3784                 memcg = pc->mem_cgroup;
3785                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3786         }
3787         unlock_page_cgroup(pc);
3788
3789         /*
3790          * We trust that only if there is a memcg associated with the page, it
3791          * is a valid allocation
3792          */
3793         if (!memcg)
3794                 return;
3795
3796         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
3797         memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3798 }
3799 #else
3800 static inline void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3801 {
3802 }
3803 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3804
3805 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3806
3807 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
3808 /*
3809  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3810  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
3811  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
3812  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
3813  */
3814 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3815 {
3816         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
3817         struct page_cgroup *pc;
3818         struct mem_cgroup *memcg;
3819         int i;
3820
3821         if (mem_cgroup_disabled())
3822                 return;
3823
3824         memcg = head_pc->mem_cgroup;
3825         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3826                 pc = head_pc + i;
3827                 pc->mem_cgroup = memcg;
3828                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
3829                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
3830         }
3831         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
3832                        HPAGE_PMD_NR);
3833 }
3834 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3835
3836 static inline
3837 void mem_cgroup_move_account_page_stat(struct mem_cgroup *from,
3838                                         struct mem_cgroup *to,
3839                                         unsigned int nr_pages,
3840                                         enum mem_cgroup_stat_index idx)
3841 {
3842         /* Update stat data for mem_cgroup */
3843         preempt_disable();
3844         __this_cpu_sub(from->stat->count[idx], nr_pages);
3845         __this_cpu_add(to->stat->count[idx], nr_pages);
3846         preempt_enable();
3847 }
3848
3849 /**
3850  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3851  * @page: the page
3852  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3853  * @pc: page_cgroup of the page.
3854  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3855  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3856  *
3857  * The caller must confirm following.
3858  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3859  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3860  *
3861  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3862  * from old cgroup.
3863  */
3864 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3865                                    unsigned int nr_pages,
3866                                    struct page_cgroup *pc,
3867                                    struct mem_cgroup *from,
3868                                    struct mem_cgroup *to)
3869 {
3870         unsigned long flags;
3871         int ret;
3872         bool anon = PageAnon(page);
3873
3874         VM_BUG_ON(from == to);
3875         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
3876         /*
3877          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3878          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3879          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3880          * hold it.
3881          */
3882         ret = -EBUSY;
3883         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3884                 goto out;
3885
3886         lock_page_cgroup(pc);
3887
3888         ret = -EINVAL;
3889         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
3890                 goto unlock;
3891
3892         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
3893
3894         if (!anon && page_mapped(page))
3895                 mem_cgroup_move_account_page_stat(from, to, nr_pages,
3896                         MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED);
3897
3898         if (PageWriteback(page))
3899                 mem_cgroup_move_account_page_stat(from, to, nr_pages,
3900                         MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK);
3901
3902         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, anon, -nr_pages);
3903
3904         /* caller should have done css_get */
3905         pc->mem_cgroup = to;
3906         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, anon, nr_pages);
3907         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
3908         ret = 0;
3909 unlock:
3910         unlock_page_cgroup(pc);
3911         /*
3912          * check events
3913          */
3914         memcg_check_events(to, page);
3915         memcg_check_events(from, page);
3916 out:
3917         return ret;
3918 }
3919
3920 /**
3921  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
3922  * @page: the page to move
3923  * @pc: page_cgroup of the page
3924  * @child: page's cgroup
3925  *
3926  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
3927  * parent (aka use_hierarchy==0).
3928  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
3929  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
3930  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
3931  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
3932  * on the next attempt and the call should be retried later.
3933  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
3934  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
3935  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
3936  * LRU or vanish.
3937  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
3938  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
3939  * disappear in the next attempt.
3940  */
3941 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
3942                                   struct page_cgroup *pc,
3943                                   struct mem_cgroup *child)
3944 {
3945         struct mem_cgroup *parent;
3946         unsigned int nr_pages;
3947         unsigned long uninitialized_var(flags);
3948         int ret;
3949
3950         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
3951
3952         ret = -EBUSY;
3953         if (!get_page_unless_zero(page))
3954                 goto out;
3955         if (isolate_lru_page(page))
3956                 goto put;
3957
3958         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
3959
3960         parent = parent_mem_cgroup(child);
3961         /*
3962          * If no parent, move charges to root cgroup.
3963          */
3964         if (!parent)
3965                 parent = root_mem_cgroup;
3966
3967         if (nr_pages > 1) {
3968                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
3969                 flags = compound_lock_irqsave(page);
3970         }
3971
3972         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
3973                                 pc, child, parent);
3974         if (!ret)
3975                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
3976
3977         if (nr_pages > 1)
3978                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
3979         putback_lru_page(page);
3980 put:
3981         put_page(page);
3982 out:
3983         return ret;
3984 }
3985
3986 /*
3987  * Charge the memory controller for page usage.
3988  * Return
3989  * 0 if the charge was successful
3990  * < 0 if the cgroup is over its limit
3991  */
3992 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3993                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
3994 {
3995         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3996         unsigned int nr_pages = 1;
3997         bool oom = true;
3998         int ret;
3999
4000         if (PageTransHuge(page)) {
4001                 nr_pages <<= compound_order(page);
4002                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
4003                 /*
4004                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
4005                  * fault handler will fall back to regular pages.
4006                  */
4007                 oom = false;
4008         }
4009
4010         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
4011         if (ret == -ENOMEM)
4012                 return ret;
4013         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, ctype, false);
4014         return 0;
4015 }
4016
4017 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
4018                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
4019 {
4020         if (mem_cgroup_disabled())
4021                 return 0;
4022         VM_BUG_ON_PAGE(page_mapped(page), page);
4023         VM_BUG_ON_PAGE(page->mapping && !PageAnon(page), page);
4024         VM_BUG_ON(!mm);
4025         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
4026                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
4027 }
4028
4029 /*
4030  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
4031  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
4032  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
4033  * "commit()" or removed by "cancel()"
4034  */
4035 static int __mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
4036                                           struct page *page,
4037                                           gfp_t mask,
4038                                           struct mem_cgroup **memcgp)
4039 {
4040         struct mem_cgroup *memcg;
4041         struct page_cgroup *pc;
4042         int ret;
4043
4044         pc = lookup_page_cgroup(page);
4045         /*
4046          * Every swap fault against a single page tries to charge the
4047          * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
4048          * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
4049          * the page lock, which serializes swap cache removal, which
4050          * in turn serializes uncharging.
4051          */
4052         if (PageCgroupUsed(pc))
4053                 return 0;
4054         if (!do_swap_account)
4055                 goto charge_cur_mm;
4056         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
4057         if (!memcg)
4058                 goto charge_cur_mm;
4059         *memcgp = memcg;
4060         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
4061         css_put(&memcg->css);
4062         if (ret == -EINTR)
4063                 ret = 0;
4064         return ret;
4065 charge_cur_mm:
4066         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
4067         if (ret == -EINTR)
4068                 ret = 0;
4069         return ret;
4070 }
4071
4072 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm, struct page *page,
4073                                  gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
4074 {
4075         *memcgp = NULL;
4076         if (mem_cgroup_disabled())
4077                 return 0;
4078         /*
4079          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already
4080          * updated the pte, and even removed page from swap cache: in
4081          * those cases unuse_pte()'s pte_same() test will fail; but
4082          * there's also a KSM case which does need to charge the page.
4083          */
4084         if (!PageSwapCache(page)) {
4085                 int ret;
4086
4087                 ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, 1, memcgp, true);
4088                 if (ret == -EINTR)
4089                         ret = 0;
4090                 return ret;
4091         }
4092         return __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, memcgp);
4093 }
4094
4095 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
4096 {
4097         if (mem_cgroup_disabled())
4098                 return;
4099         if (!memcg)
4100                 return;
4101         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
4102 }
4103
4104 static void
4105 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
4106                                         enum charge_type ctype)
4107 {
4108         if (mem_cgroup_disabled())
4109                 return;
4110         if (!memcg)
4111                 return;
4112
4113         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
4114         /*
4115          * Now swap is on-memory. This means this page may be
4116          * counted both as mem and swap....double count.
4117          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
4118          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
4119          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
4120          */
4121         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
4122                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
4123                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
4124         }
4125 }
4126
4127 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
4128                                      struct mem_cgroup *memcg)
4129 {
4130         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
4131                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
4132 }
4133
4134 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
4135                                 gfp_t gfp_mask)
4136 {
4137         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4138         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4139         int ret;
4140
4141         if (mem_cgroup_disabled())
4142                 return 0;
4143         if (PageCompound(page))
4144                 return 0;
4145
4146         if (!PageSwapCache(page))
4147                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
4148         else { /* page is swapcache/shmem */
4149                 ret = __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page,
4150                                                      gfp_mask, &memcg);
4151                 if (!ret)
4152                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
4153         }
4154         return ret;
4155 }
4156
4157 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
4158                                    unsigned int nr_pages,
4159                                    const enum charge_type ctype)
4160 {
4161         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
4162         bool uncharge_memsw = true;
4163
4164         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
4165         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
4166                 uncharge_memsw = false;
4167
4168         batch = &current->memcg_batch;
4169         /*
4170          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
4171          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
4172          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
4173          */
4174         if (!batch->memcg)
4175                 batch->memcg = memcg;
4176         /*
4177          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
4178          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
4179          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
4180          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
4181          * because we want to do uncharge as soon as possible.
4182          */
4183
4184         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
4185                 goto direct_uncharge;
4186
4187         if (nr_pages > 1)
4188                 goto direct_uncharge;
4189
4190         /*
4191          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
4192          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
4193          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
4194          */
4195         if (batch->memcg != memcg)
4196                 goto direct_uncharge;
4197         /* remember freed charge and uncharge it later */
4198         batch->nr_pages++;
4199         if (uncharge_memsw)
4200                 batch->memsw_nr_pages++;
4201         return;
4202 direct_uncharge:
4203         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
4204         if (uncharge_memsw)
4205                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
4206         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
4207                 memcg_oom_recover(memcg);
4208 }
4209
4210 /*
4211  * uncharge if !page_mapped(page)
4212  */
4213 static struct mem_cgroup *
4214 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype,
4215                              bool end_migration)
4216 {
4217         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4218         unsigned int nr_pages = 1;
4219         struct page_cgroup *pc;
4220         bool anon;
4221
4222         if (mem_cgroup_disabled())
4223                 return NULL;
4224
4225         if (PageTransHuge(page)) {
4226                 nr_pages <<= compound_order(page);
4227                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
4228         }
4229         /*
4230          * Check if our page_cgroup is valid
4231          */
4232         pc = lookup_page_cgroup(page);
4233         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
4234                 return NULL;
4235
4236         lock_page_cgroup(pc);
4237
4238         memcg = pc->mem_cgroup;
4239
4240         if (!PageCgroupUsed(pc))
4241                 goto unlock_out;
4242
4243         anon = PageAnon(page);
4244
4245         switch (ctype) {
4246         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON:
4247                 /*
4248                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
4249                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
4250                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
4251                  */
4252                 anon = true;
4253                 /* fallthrough */
4254         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
4255                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
4256                 if (page_mapped(page))
4257                         goto unlock_out;
4258                 /*
4259                  * Pages under migration may not be uncharged.  But
4260                  * end_migration() /must/ be the one uncharging the
4261                  * unused post-migration page and so it has to call
4262                  * here with the migration bit still set.  See the
4263                  * res_counter handling below.
4264                  */
4265                 if (!end_migration && PageCgroupMigration(pc))
4266                         goto unlock_out;
4267                 break;
4268         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
4269                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
4270                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
4271                                 goto unlock_out;
4272                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
4273                                 goto unlock_out;
4274                 break;
4275         default:
4276                 break;
4277         }
4278
4279         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, -nr_pages);
4280
4281         ClearPageCgroupUsed(pc);
4282         /*
4283          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
4284          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
4285          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
4286          * special functions.
4287          */
4288
4289         unlock_page_cgroup(pc);
4290         /*
4291          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
4292          * will never be freed, so it's safe to call css_get().
4293          */
4294         memcg_check_events(memcg, page);
4295         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
4296                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
4297                 css_get(&memcg->css);
4298         }
4299         /*
4300          * Migration does not charge the res_counter for the
4301          * replacement page, so leave it alone when phasing out the
4302          * page that is unused after the migration.
4303          */
4304         if (!end_migration && !mem_cgroup_is_root(memcg))
4305                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
4306
4307         return memcg;
4308
4309 unlock_out:
4310         unlock_page_cgroup(pc);
4311         return NULL;
4312 }
4313
4314 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
4315 {
4316         /* early check. */
4317         if (page_mapped(page))
4318                 return;
4319         VM_BUG_ON_PAGE(page->mapping && !PageAnon(page), page);
4320         /*
4321          * If the page is in swap cache, uncharge should be deferred
4322          * to the swap path, which also properly accounts swap usage
4323          * and handles memcg lifetime.
4324          *
4325          * Note that this check is not stable and reclaim may add the
4326          * page to swap cache at any time after this.  However, if the
4327          * page is not in swap cache by the time page->mapcount hits
4328          * 0, there won't be any page table references to the swap
4329          * slot, and reclaim will free it and not actually write the
4330          * page to disk.
4331          */
4332         if (PageSwapCache(page))
4333                 return;
4334         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
4335 }
4336
4337 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
4338 {
4339         VM_BUG_ON_PAGE(page_mapped(page), page);
4340         VM_BUG_ON_PAGE(page->mapping, page);
4341         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE, false);
4342 }
4343
4344 /*
4345  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
4346  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
4347  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
4348  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
4349  * This may be called prural(2) times in a context,
4350  */
4351
4352 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
4353 {
4354         current->memcg_batch.do_batch++;
4355         /* We can do nest. */
4356         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
4357                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
4358                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
4359                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
4360         }
4361 }
4362
4363 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
4364 {
4365         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
4366
4367         if (!batch->do_batch)
4368                 return;
4369
4370         batch->do_batch--;
4371         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
4372                 return;
4373
4374         if (!batch->memcg)
4375                 return;
4376         /*
4377          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
4378          * bacause we hide charges behind us.
4379          */
4380         if (batch->nr_pages)
4381                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
4382                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
4383         if (batch->memsw_nr_pages)
4384                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
4385                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
4386         memcg_oom_recover(batch->memcg);
4387         /* forget this pointer (for sanity check) */
4388         batch->memcg = NULL;
4389 }
4390
4391 #ifdef CONFIG_SWAP
4392 /*
4393  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
4394  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
4395  */
4396 void
4397 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
4398 {
4399         struct mem_cgroup *memcg;
4400         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
4401
4402         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
4403                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
4404
4405         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype, false);
4406
4407         /*
4408          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
4409          * css_get() was called in uncharge().
4410          */
4411         if (do_swap_account && swapout && memcg)
4412                 swap_cgroup_record(ent, mem_cgroup_id(memcg));
4413 }
4414 #endif
4415
4416 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4417 /*
4418  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
4419  * uncharge "memsw" account.
4420  */
4421 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
4422 {
4423         struct mem_cgroup *memcg;
4424         unsigned short id;
4425
4426         if (!do_swap_account)
4427                 return;
4428
4429         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
4430         rcu_read_lock();
4431         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
4432         if (memcg) {
4433                 /*
4434                  * We uncharge this because swap is freed.
4435                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
4436                  */
4437                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4438                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
4439                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
4440                 css_put(&memcg->css);
4441         }
4442         rcu_read_unlock();
4443 }
4444
4445 /**
4446  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
4447  * @entry: swap entry to be moved
4448  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
4449  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
4450  *
4451  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
4452  * as the mem_cgroup's id of @from.
4453  *
4454  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
4455  *
4456  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
4457  * both res and memsw, and called css_get().
4458  */
4459 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4460                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4461 {
4462         unsigned short old_id, new_id;
4463
4464         old_id = mem_cgroup_id(from);
4465         new_id = mem_cgroup_id(to);
4466
4467         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
4468                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
4469                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
4470                 /*
4471                  * This function is only called from task migration context now.
4472                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
4473                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
4474                  * improvement. But we cannot postpone css_get(to)  because if
4475                  * the process that has been moved to @to does swap-in, the
4476                  * refcount of @to might be decreased to 0.
4477                  *
4478                  * We are in attach() phase, so the cgroup is guaranteed to be
4479                  * alive, so we can just call css_get().
4480                  */
4481                 css_get(&to->css);
4482                 return 0;
4483         }
4484         return -EINVAL;
4485 }
4486 #else
4487 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4488                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4489 {
4490         return -EINVAL;
4491 }
4492 #endif
4493
4494 /*
4495  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
4496  * page belongs to.
4497  */
4498 void mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page, struct page *newpage,
4499                                   struct mem_cgroup **memcgp)
4500 {
4501         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4502         unsigned int nr_pages = 1;
4503         struct page_cgroup *pc;
4504         enum charge_type ctype;
4505
4506         *memcgp = NULL;
4507
4508         if (mem_cgroup_disabled())
4509                 return;
4510
4511         if (PageTransHuge(page))
4512                 nr_pages <<= compound_order(page);
4513
4514         pc = lookup_page_cgroup(page);
4515         lock_page_cgroup(pc);
4516         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4517                 memcg = pc->mem_cgroup;
4518                 css_get(&memcg->css);
4519                 /*
4520                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
4521                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
4522                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
4523                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
4524                  * until end_migration() is called
4525                  *
4526                  * Corner Case Thinking
4527                  * A)
4528                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
4529                  * while migration was ongoing.
4530                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
4531                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
4532                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
4533                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
4534                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
4535                  *
4536                  * B)
4537                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
4538                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
4539                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
4540                  * without charging it again.
4541                  *
4542                  * C)
4543                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
4544                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
4545                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
4546                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
4547                  */
4548                 if (PageAnon(page))
4549                         SetPageCgroupMigration(pc);
4550         }
4551         unlock_page_cgroup(pc);
4552         /*
4553          * If the page is not charged at this point,
4554          * we return here.
4555          */
4556         if (!memcg)
4557                 return;
4558
4559         *memcgp = memcg;
4560         /*
4561          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
4562          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
4563          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
4564          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
4565          */
4566         if (PageAnon(page))
4567                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON;
4568         else
4569                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4570         /*
4571          * The page is committed to the memcg, but it's not actually
4572          * charged to the res_counter since we plan on replacing the
4573          * old one and only one page is going to be left afterwards.
4574          */
4575         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, nr_pages, ctype, false);
4576 }
4577
4578 /* remove redundant charge if migration failed*/
4579 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
4580         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
4581 {
4582         struct page *used, *unused;
4583         struct page_cgroup *pc;
4584         bool anon;
4585
4586         if (!memcg)
4587                 return;
4588
4589         if (!migration_ok) {
4590                 used = oldpage;
4591                 unused = newpage;
4592         } else {
4593                 used = newpage;
4594                 unused = oldpage;
4595         }
4596         anon = PageAnon(used);
4597         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
4598                                      anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON
4599                                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE,
4600                                      true);
4601         css_put(&memcg->css);
4602         /*
4603          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
4604          * of the page goes down to zero, temporarly.
4605          * Clear the flag and check the page should be charged.
4606          */
4607         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4608         lock_page_cgroup(pc);
4609         ClearPageCgroupMigration(pc);
4610         unlock_page_cgroup(pc);
4611
4612         /*
4613          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
4614          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
4615          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
4616          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
4617          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
4618          * check. (see prepare_charge() also)
4619          */
4620         if (anon)
4621                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
4622 }
4623
4624 /*
4625  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
4626  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
4627  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
4628  */
4629 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
4630                                   struct page *newpage)
4631 {
4632         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4633         struct page_cgroup *pc;
4634         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4635
4636         if (mem_cgroup_disabled())
4637                 return;
4638
4639         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4640         /* fix accounting on old pages */
4641         lock_page_cgroup(pc);
4642         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4643                 memcg = pc->mem_cgroup;
4644                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, oldpage, false, -1);
4645                 ClearPageCgroupUsed(pc);
4646         }
4647         unlock_page_cgroup(pc);
4648
4649         /*
4650          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
4651          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
4652          */
4653         if (!memcg)
4654                 return;
4655         /*
4656          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
4657          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
4658          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
4659          */
4660         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
4661 }
4662
4663 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4664 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
4665 {
4666         struct page_cgroup *pc;
4667
4668         pc = lookup_page_cgroup(page);
4669         /*
4670          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
4671          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
4672          * or when mem_cgroup_disabled().
4673          */
4674         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
4675                 return pc;
4676         return NULL;
4677 }
4678
4679 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
4680 {
4681         if (mem_cgroup_disabled())
4682                 return false;
4683
4684         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
4685 }
4686
4687 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
4688 {
4689         struct page_cgroup *pc;
4690
4691         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
4692         if (pc) {
4693                 pr_alert("pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
4694                          pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
4695         }
4696 }
4697 #endif
4698
4699 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4700                                 unsigned long long val)
4701 {
4702         int retry_count;
4703         u64 memswlimit, memlimit;
4704         int ret = 0;
4705         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4706         u64 curusage, oldusage;
4707         int enlarge;
4708
4709         /*
4710          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
4711          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
4712          * of # of children which we should visit in this loop.
4713          */
4714         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
4715
4716         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4717
4718         enlarge = 0;
4719         while (retry_count) {
4720                 if (signal_pending(current)) {
4721                         ret = -EINTR;
4722                         break;
4723                 }
4724                 /*
4725                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4726                  * open coded manner. You see what this really does.
4727                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4728                  */
4729                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4730                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4731                 if (memswlimit < val) {
4732                         ret = -EINVAL;
4733                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4734                         break;
4735                 }
4736
4737                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4738                 if (memlimit < val)
4739                         enlarge = 1;
4740
4741                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
4742                 if (!ret) {
4743                         if (memswlimit == val)
4744                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4745                         else
4746                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4747                 }
4748                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4749
4750                 if (!ret)
4751                         break;
4752
4753                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4754                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4755                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4756                 /* Usage is reduced ? */
4757                 if (curusage >= oldusage)
4758                         retry_count--;
4759                 else
4760                         oldusage = curusage;
4761         }
4762         if (!ret && enlarge)
4763                 memcg_oom_recover(memcg);
4764
4765         return ret;
4766 }
4767
4768 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4769                                         unsigned long long val)
4770 {
4771         int retry_count;
4772         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
4773         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4774         int ret = -EBUSY;
4775         int enlarge = 0;
4776
4777         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
4778         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4779         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4780         while (retry_count) {
4781                 if (signal_pending(current)) {
4782                         ret = -EINTR;
4783                         break;
4784                 }
4785                 /*
4786                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4787                  * open coded manner. You see what this really does.
4788                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4789                  */
4790                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4791                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4792                 if (memlimit > val) {
4793                         ret = -EINVAL;
4794                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4795                         break;
4796                 }
4797                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4798                 if (memswlimit < val)
4799                         enlarge = 1;
4800                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
4801                 if (!ret) {
4802                         if (memlimit == val)
4803                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4804                         else
4805                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4806                 }
4807                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4808
4809                 if (!ret)
4810                         break;
4811
4812                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4813                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
4814                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4815                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4816                 /* Usage is reduced ? */
4817                 if (curusage >= oldusage)
4818                         retry_count--;
4819                 else
4820                         oldusage = curusage;
4821         }
4822         if (!ret && enlarge)
4823                 memcg_oom_recover(memcg);
4824         return ret;
4825 }
4826
4827 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
4828                                             gfp_t gfp_mask,
4829                                             unsigned long *total_scanned)
4830 {
4831         unsigned long nr_reclaimed = 0;
4832         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
4833         unsigned long reclaimed;
4834         int loop = 0;
4835         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
4836         unsigned long long excess;
4837         unsigned long nr_scanned;
4838
4839         if (order > 0)
4840                 return 0;
4841
4842         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
4843         /*
4844          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
4845          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
4846          * pressure
4847          */
4848         do {
4849                 if (next_mz)
4850                         mz = next_mz;
4851                 else
4852                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4853                 if (!mz)
4854                         break;
4855
4856                 nr_scanned = 0;
4857                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
4858                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
4859                 nr_reclaimed += reclaimed;
4860                 *total_scanned += nr_scanned;
4861                 spin_lock(&mctz->lock);
4862
4863                 /*
4864                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
4865                  * it is time to move on to the next cgroup
4866                  */
4867                 next_mz = NULL;
4868                 if (!reclaimed) {
4869                         do {
4870                                 /*
4871                                  * Loop until we find yet another one.
4872                                  *
4873                                  * By the time we get the soft_limit lock
4874                                  * again, someone might have aded the
4875                                  * group back on the RB tree. Iterate to
4876                                  * make sure we get a different mem.
4877                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
4878                                  * NULL if no other cgroup is present on
4879                                  * the tree
4880                                  */
4881                                 next_mz =
4882                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4883                                 if (next_mz == mz)
4884                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
4885                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
4886                                         break;
4887                         } while (1);
4888                 }
4889                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
4890                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
4891                 /*
4892                  * One school of thought says that we should not add
4893                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
4894                  * But our reclaim could return 0, simply because due
4895                  * to priority we are exposing a smaller subset of
4896                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
4897                  * term TODO.
4898                  */
4899                 /* If excess == 0, no tree ops */
4900                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->memcg, mz, mctz, excess);
4901                 spin_unlock(&mctz->lock);
4902                 css_put(&mz->memcg->css);
4903                 loop++;
4904                 /*
4905                  * Could not reclaim anything and there are no more
4906                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
4907                  * reclaiming anything.
4908                  */
4909                 if (!nr_reclaimed &&
4910                         (next_mz == NULL ||
4911                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
4912                         break;
4913         } while (!nr_reclaimed);
4914         if (next_mz)
4915                 css_put(&next_mz->memcg->css);
4916         return nr_reclaimed;
4917 }
4918
4919 /**
4920  * mem_cgroup_force_empty_list - clears LRU of a group
4921  * @memcg: group to clear
4922  * @node: NUMA node
4923  * @zid: zone id
4924  * @lru: lru to to clear
4925  *
4926  * Traverse a specified page_cgroup list and try to drop them all.  This doesn't
4927  * reclaim the pages page themselves - pages are moved to the parent (or root)
4928  * group.
4929  */
4930 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
4931                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
4932 {
4933         struct lruvec *lruvec;
4934         unsigned long flags;
4935         struct list_head *list;
4936         struct page *busy;
4937         struct zone *zone;
4938
4939         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
4940         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
4941         list = &lruvec->lists[lru];
4942
4943         busy = NULL;
4944         do {
4945                 struct page_cgroup *pc;
4946                 struct page *page;
4947
4948                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
4949                 if (list_empty(list)) {
4950                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4951                         break;
4952                 }
4953                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
4954                 if (busy == page) {
4955                         list_move(&page->lru, list);
4956                         busy = NULL;
4957                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4958                         continue;
4959                 }
4960                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4961
4962                 pc = lookup_page_cgroup(page);
4963
4964                 if (mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg)) {
4965                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
4966                         busy = page;
4967                         cond_resched();
4968                 } else
4969                         busy = NULL;
4970         } while (!list_empty(list));
4971 }
4972
4973 /*
4974  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task by moving
4975  * all the charges and pages to the parent.
4976  * This enables deleting this mem_cgroup.
4977  *
4978  * Caller is responsible for holding css reference on the memcg.
4979  */
4980 static void mem_cgroup_reparent_charges(struct mem_cgroup *memcg)
4981 {
4982         int node, zid;
4983         u64 usage;
4984
4985         do {
4986                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
4987                 lru_add_drain_all();
4988                 drain_all_stock_sync(memcg);
4989                 mem_cgroup_start_move(memcg);
4990                 for_each_node_state(node, N_MEMORY) {
4991                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4992                                 enum lru_list lru;
4993                                 for_each_lru(lru) {
4994                                         mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
4995                                                         node, zid, lru);
4996                                 }
4997                         }
4998                 }
4999                 mem_cgroup_end_move(memcg);
5000                 memcg_oom_recover(memcg);
5001                 cond_resched();
5002
5003                 /*
5004                  * Kernel memory may not necessarily be trackable to a specific
5005                  * process. So they are not migrated, and therefore we can't
5006                  * expect their value to drop to 0 here.
5007                  * Having res filled up with kmem only is enough.
5008                  *
5009                  * This is a safety check because mem_cgroup_force_empty_list
5010                  * could have raced with mem_cgroup_replace_page_cache callers
5011                  * so the lru seemed empty but the page could have been added
5012                  * right after the check. RES_USAGE should be safe as we always
5013                  * charge before adding to the LRU.
5014                  */
5015                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) -
5016                         res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE);
5017         } while (usage > 0);
5018 }
5019
5020 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
5021 {
5022         lockdep_assert_held(&memcg_create_mutex);
5023         /*
5024          * The lock does not prevent addition or deletion to the list
5025          * of children, but it prevents a new child from being
5026          * initialized based on this parent in css_online(), so it's
5027          * enough to decide whether hierarchically inherited
5028          * attributes can still be changed or not.
5029          */
5030         return memcg->use_hierarchy &&
5031                 !list_empty(&memcg->css.cgroup->children);
5032 }
5033
5034 /*
5035  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
5036  * the rest to the parent.
5037  *
5038  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
5039  */
5040 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
5041 {
5042         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
5043         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
5044
5045         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
5046         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
5047                 return -EBUSY;
5048
5049         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
5050         lru_add_drain_all();
5051         /* try to free all pages in this cgroup */
5052         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
5053                 int progress;
5054
5055                 if (signal_pending(current))
5056                         return -EINTR;
5057
5058                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
5059                                                 false);
5060                 if (!progress) {
5061                         nr_retries--;
5062                         /* maybe some writeback is necessary */
5063                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
5064                 }
5065
5066         }
5067         lru_add_drain();
5068         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
5069
5070         return 0;
5071 }
5072
5073 static int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5074                                         unsigned int event)
5075 {
5076         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5077
5078         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
5079                 return -EINVAL;
5080         return mem_cgroup_force_empty(memcg);
5081 }
5082
5083 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5084                                      struct cftype *cft)
5085 {
5086         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
5087 }
5088
5089 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5090                                       struct cftype *cft, u64 val)
5091 {
5092         int retval = 0;
5093         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5094         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5095
5096         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5097
5098         if (memcg->use_hierarchy == val)
5099                 goto out;
5100
5101         /*
5102          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
5103          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
5104          * occur, provided the current cgroup has no children.
5105          *
5106          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
5107          * set if there are no children.
5108          */
5109         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
5110                                 (val == 1 || val == 0)) {
5111                 if (list_empty(&memcg->css.cgroup->children))
5112                         memcg->use_hierarchy = val;
5113                 else
5114                         retval = -EBUSY;
5115         } else
5116                 retval = -EINVAL;
5117
5118 out:
5119         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5120
5121         return retval;
5122 }
5123
5124
5125 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
5126                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
5127 {
5128         struct mem_cgroup *iter;
5129         long val = 0;
5130
5131         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
5132         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5133                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
5134
5135         if (val < 0) /* race ? */
5136                 val = 0;
5137         return val;
5138 }
5139
5140 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5141 {
5142         u64 val;
5143
5144         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5145                 if (!swap)
5146                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
5147                 else
5148                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
5149         }
5150
5151         /*
5152          * Transparent hugepages are still accounted for in MEM_CGROUP_STAT_RSS
5153          * as well as in MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE.
5154          */
5155         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
5156         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
5157
5158         if (swap)
5159                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
5160
5161         return val << PAGE_SHIFT;
5162 }
5163
5164 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
5165                                    struct cftype *cft)
5166 {
5167         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5168         u64 val;
5169         int name;
5170         enum res_type type;
5171
5172         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5173         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5174
5175         switch (type) {
5176         case _MEM:
5177                 if (name == RES_USAGE)
5178                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
5179                 else
5180                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
5181                 break;
5182         case _MEMSWAP:
5183                 if (name == RES_USAGE)
5184                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
5185                 else
5186                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
5187                 break;
5188         case _KMEM:
5189                 val = res_counter_read_u64(&memcg->kmem, name);
5190                 break;
5191         default:
5192                 BUG();
5193         }
5194
5195         return val;
5196 }
5197
5198 static int memcg_update_kmem_limit(struct cgroup_subsys_state *css, u64 val)
5199 {
5200         int ret = -EINVAL;
5201 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5202         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5203         /*
5204          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
5205          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
5206          * already joined.
5207          *
5208          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
5209          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
5210          * place, which makes the value quite meaningless.
5211          *
5212          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
5213          * of course permitted.
5214          */
5215         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5216         mutex_lock(&set_limit_mutex);
5217         if (!memcg->kmem_account_flags && val != RES_COUNTER_MAX) {
5218                 if (cgroup_task_count(css->cgroup) || memcg_has_children(memcg)) {
5219                         ret = -EBUSY;
5220                         goto out;
5221                 }
5222                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
5223                 VM_BUG_ON(ret);
5224
5225                 ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
5226                 if (ret) {
5227                         res_counter_set_limit(&memcg->kmem, RES_COUNTER_MAX);
5228                         goto out;
5229                 }
5230                 static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5231                 /*
5232                  * setting the active bit after the inc will guarantee no one
5233                  * starts accounting before all call sites are patched
5234                  */
5235                 memcg_kmem_set_active(memcg);
5236         } else
5237                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
5238 out:
5239         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
5240         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5241 #endif
5242         return ret;
5243 }
5244
5245 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5246 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5247 {
5248         int ret = 0;
5249         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5250         if (!parent)
5251                 goto out;
5252
5253         memcg->kmem_account_flags = parent->kmem_account_flags;
5254         /*
5255          * When that happen, we need to disable the static branch only on those
5256          * memcgs that enabled it. To achieve this, we would be forced to
5257          * complicate the code by keeping track of which memcgs were the ones
5258          * that actually enabled limits, and which ones got it from its
5259          * parents.
5260          *
5261          * It is a lot simpler just to do static_key_slow_inc() on every child
5262          * that is accounted.
5263          */
5264         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5265                 goto out;
5266
5267         /*
5268          * __mem_cgroup_free() will issue static_key_slow_dec() because this
5269          * memcg is active already. If the later initialization fails then the
5270          * cgroup core triggers the cleanup so we do not have to do it here.
5271          */
5272         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5273
5274         mutex_lock(&set_limit_mutex);
5275         memcg_stop_kmem_account();
5276         ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
5277         memcg_resume_kmem_account();
5278         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
5279 out:
5280         return ret;
5281 }
5282 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
5283
5284 /*
5285  * The user of this function is...
5286  * RES_LIMIT.
5287  */
5288 static int mem_cgroup_write(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft,
5289                             const char *buffer)
5290 {
5291         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5292         enum res_type type;
5293         int name;
5294         unsigned long long val;
5295         int ret;
5296
5297         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5298         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5299
5300         switch (name) {
5301         case RES_LIMIT:
5302                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
5303                         ret = -EINVAL;
5304                         break;
5305                 }
5306                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
5307                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5308                 if (ret)
5309                         break;
5310                 if (type == _MEM)
5311                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
5312                 else if (type == _MEMSWAP)
5313                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
5314                 else if (type == _KMEM)
5315                         ret = memcg_update_kmem_limit(css, val);
5316                 else
5317                         return -EINVAL;
5318                 break;
5319         case RES_SOFT_LIMIT:
5320                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5321                 if (ret)
5322                         break;
5323                 /*
5324                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
5325                  * of semantics, for now, we support soft limits for
5326                  * control without swap
5327                  */
5328                 if (type == _MEM)
5329                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
5330                 else
5331                         ret = -EINVAL;
5332                 break;
5333         default:
5334                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
5335                 break;
5336         }
5337         return ret;
5338 }
5339
5340 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
5341                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
5342 {
5343         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
5344
5345         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5346         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5347         if (!memcg->use_hierarchy)
5348                 goto out;
5349
5350         while (css_parent(&memcg->css)) {
5351                 memcg = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5352                 if (!memcg->use_hierarchy)
5353                         break;
5354                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5355                 min_limit = min(min_limit, tmp);
5356                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5357                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
5358         }
5359 out:
5360         *mem_limit = min_limit;
5361         *memsw_limit = min_memsw_limit;
5362 }
5363
5364 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup_subsys_state *css, unsigned int event)
5365 {
5366         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5367         int name;
5368         enum res_type type;
5369
5370         type = MEMFILE_TYPE(event);
5371         name = MEMFILE_ATTR(event);
5372
5373         switch (name) {
5374         case RES_MAX_USAGE:
5375                 if (type == _MEM)
5376                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
5377                 else if (type == _MEMSWAP)
5378                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
5379                 else if (type == _KMEM)
5380                         res_counter_reset_max(&memcg->kmem);
5381                 else
5382                         return -EINVAL;
5383                 break;
5384         case RES_FAILCNT:
5385                 if (type == _MEM)
5386                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
5387                 else if (type == _MEMSWAP)
5388                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
5389                 else if (type == _KMEM)
5390                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->kmem);
5391                 else
5392                         return -EINVAL;
5393                 break;
5394         }
5395
5396         return 0;
5397 }
5398
5399 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5400                                         struct cftype *cft)
5401 {
5402         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
5403 }
5404
5405 #ifdef CONFIG_MMU
5406 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5407                                         struct cftype *cft, u64 val)
5408 {
5409         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5410
5411         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
5412                 return -EINVAL;
5413
5414         /*
5415          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
5416          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
5417          * on with stale data. This means that changes to this value will only
5418          * affect task migrations starting after the change.
5419          */
5420         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
5421         return 0;
5422 }
5423 #else
5424 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5425                                         struct cftype *cft, u64 val)
5426 {
5427         return -ENOSYS;
5428 }
5429 #endif
5430
5431 #ifdef CONFIG_NUMA
5432 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
5433 {
5434         struct numa_stat {
5435                 const char *name;
5436                 unsigned int lru_mask;
5437         };
5438
5439         static const struct numa_stat stats[] = {
5440                 { "total", LRU_ALL },
5441                 { "file", LRU_ALL_FILE },
5442                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
5443                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
5444         };
5445         const struct numa_stat *stat;
5446         int nid;
5447         unsigned long nr;
5448         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5449
5450         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
5451                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
5452                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
5453                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5454                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5455                                                           stat->lru_mask);
5456                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
5457                 }
5458                 seq_putc(m, '\n');
5459         }
5460
5461         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
5462                 struct mem_cgroup *iter;
5463
5464                 nr = 0;
5465                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5466                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
5467                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
5468                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5469                         nr = 0;
5470                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5471                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
5472                                         iter, nid, stat->lru_mask);
5473                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
5474                 }
5475                 seq_putc(m, '\n');
5476         }
5477
5478         return 0;
5479 }
5480 #endif /* CONFIG_NUMA */
5481
5482 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
5483 {
5484         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
5485 }
5486
5487 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
5488 {
5489         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5490         struct mem_cgroup *mi;
5491         unsigned int i;
5492
5493         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5494                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5495                         continue;
5496                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
5497                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
5498         }
5499
5500         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
5501                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
5502                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
5503
5504         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
5505                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
5506                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
5507
5508         /* Hierarchical information */
5509         {
5510                 unsigned long long limit, memsw_limit;
5511                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
5512                 seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n", limit);
5513                 if (do_swap_account)
5514                         seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
5515                                    memsw_limit);
5516         }
5517
5518         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5519                 long long val = 0;
5520
5521                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5522                         continue;
5523                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5524                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
5525                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
5526         }
5527
5528         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
5529                 unsigned long long val = 0;
5530
5531                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5532                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
5533                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
5534                            mem_cgroup_events_names[i], val);
5535         }
5536
5537         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
5538                 unsigned long long val = 0;
5539
5540                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5541                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
5542                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
5543         }
5544
5545 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5546         {
5547                 int nid, zid;
5548                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5549                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
5550                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
5551                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
5552
5553                 for_each_online_node(nid)
5554                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
5555                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
5556                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
5557
5558                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
5559                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
5560                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
5561                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
5562                         }
5563                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
5564                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
5565                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
5566                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
5567         }
5568 #endif
5569
5570         return 0;
5571 }
5572
5573 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5574                                       struct cftype *cft)
5575 {
5576         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5577
5578         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
5579 }
5580
5581 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5582                                        struct cftype *cft, u64 val)
5583 {
5584         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5585         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5586
5587         if (val > 100 || !parent)
5588                 return -EINVAL;
5589
5590         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5591
5592         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
5593         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5594                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5595                 return -EINVAL;
5596         }
5597
5598         memcg->swappiness = val;
5599
5600         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5601
5602         return 0;
5603 }
5604
5605 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5606 {
5607         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
5608         u64 usage;
5609         int i;
5610
5611         rcu_read_lock();
5612         if (!swap)
5613                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
5614         else
5615                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
5616
5617         if (!t)
5618                 goto unlock;
5619
5620         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
5621
5622         /*
5623          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
5624          * If it's not true, a threshold was crossed after last
5625          * call of __mem_cgroup_threshold().
5626          */
5627         i = t->current_threshold;
5628
5629         /*
5630          * Iterate backward over array of thresholds starting from
5631          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
5632          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
5633          * only one element of the array here.
5634          */
5635         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
5636                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5637
5638         /* i = current_threshold + 1 */
5639         i++;
5640
5641         /*
5642          * Iterate forward over array of thresholds starting from
5643          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
5644          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
5645          * only one element of the array here.
5646          */
5647         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
5648                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5649
5650         /* Update current_threshold */
5651         t->current_threshold = i - 1;
5652 unlock:
5653         rcu_read_unlock();
5654 }
5655
5656 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
5657 {
5658         while (memcg) {
5659                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
5660                 if (do_swap_account)
5661                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
5662
5663                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5664         }
5665 }
5666
5667 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
5668 {
5669         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
5670         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
5671
5672         if (_a->threshold > _b->threshold)
5673                 return 1;
5674
5675         if (_a->threshold < _b->threshold)
5676                 return -1;
5677
5678         return 0;
5679 }
5680
5681 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
5682 {
5683         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
5684
5685         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
5686                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
5687         return 0;
5688 }
5689
5690 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
5691 {
5692         struct mem_cgroup *iter;
5693
5694         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5695                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
5696 }
5697
5698 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5699         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
5700 {
5701         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5702         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5703         u64 threshold, usage;
5704         int i, size, ret;
5705
5706         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
5707         if (ret)
5708                 return ret;
5709
5710         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5711
5712         if (type == _MEM)
5713                 thresholds = &memcg->thresholds;
5714         else if (type == _MEMSWAP)
5715                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5716         else
5717                 BUG();
5718
5719         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5720
5721         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
5722         if (thresholds->primary)
5723                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5724
5725         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
5726
5727         /* Allocate memory for new array of thresholds */
5728         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5729                         GFP_KERNEL);
5730         if (!new) {
5731                 ret = -ENOMEM;
5732                 goto unlock;
5733         }
5734         new->size = size;
5735
5736         /* Copy thresholds (if any) to new array */
5737         if (thresholds->primary) {
5738                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
5739                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
5740         }
5741
5742         /* Add new threshold */
5743         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
5744         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
5745
5746         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
5747         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5748                         compare_thresholds, NULL);
5749
5750         /* Find current threshold */
5751         new->current_threshold = -1;
5752         for (i = 0; i < size; i++) {
5753                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
5754                         /*
5755                          * new->current_threshold will not be used until
5756                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5757                          * it here.
5758                          */
5759                         ++new->current_threshold;
5760                 } else
5761                         break;
5762         }
5763
5764         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
5765         kfree(thresholds->spare);
5766         thresholds->spare = thresholds->primary;
5767
5768         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5769
5770         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5771         synchronize_rcu();
5772
5773 unlock:
5774         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5775
5776         return ret;
5777 }
5778
5779 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5780         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5781 {
5782         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
5783 }
5784
5785 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5786         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5787 {
5788         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
5789 }
5790
5791 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5792         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
5793 {
5794         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5795         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5796         u64 usage;
5797         int i, j, size;
5798
5799         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5800         if (type == _MEM)
5801                 thresholds = &memcg->thresholds;
5802         else if (type == _MEMSWAP)
5803                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5804         else
5805                 BUG();
5806
5807         if (!thresholds->primary)
5808                 goto unlock;
5809
5810         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5811
5812         /* Check if a threshold crossed before removing */
5813         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5814
5815         /* Calculate new number of threshold */
5816         size = 0;
5817         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5818                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
5819                         size++;
5820         }
5821
5822         new = thresholds->spare;
5823
5824         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
5825         if (!size) {
5826                 kfree(new);
5827                 new = NULL;
5828                 goto swap_buffers;
5829         }
5830
5831         new->size = size;
5832
5833         /* Copy thresholds and find current threshold */
5834         new->current_threshold = -1;
5835         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5836                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
5837                         continue;
5838
5839                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
5840                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
5841                         /*
5842                          * new->current_threshold will not be used
5843                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5844                          * it here.
5845                          */
5846                         ++new->current_threshold;
5847                 }
5848                 j++;
5849         }
5850
5851 swap_buffers:
5852         /* Swap primary and spare array */
5853         thresholds->spare = thresholds->primary;
5854         /* If all events are unregistered, free the spare array */
5855         if (!new) {
5856                 kfree(thresholds->spare);
5857                 thresholds->spare = NULL;
5858         }
5859
5860         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5861
5862         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5863         synchronize_rcu();
5864 unlock:
5865         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5866 }
5867
5868 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5869         struct eventfd_ctx *eventfd)
5870 {
5871         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
5872 }
5873
5874 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5875         struct eventfd_ctx *eventfd)
5876 {
5877         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
5878 }
5879
5880 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
5881         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5882 {
5883         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
5884
5885         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5886         if (!event)
5887                 return -ENOMEM;
5888
5889         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5890
5891         event->eventfd = eventfd;
5892         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
5893
5894         /* already in OOM ? */
5895         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5896                 eventfd_signal(eventfd, 1);
5897         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5898
5899         return 0;
5900 }
5901
5902 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
5903         struct eventfd_ctx *eventfd)
5904 {
5905         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
5906
5907         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5908
5909         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
5910                 if (ev->eventfd == eventfd) {
5911                         list_del(&ev->list);
5912                         kfree(ev);
5913                 }
5914         }
5915
5916         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5917 }
5918
5919 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
5920 {
5921         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(sf));
5922
5923         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
5924         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)atomic_read(&memcg->under_oom));
5925         return 0;
5926 }
5927
5928 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5929         struct cftype *cft, u64 val)
5930 {
5931         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5932         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5933
5934         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
5935         if (!parent || !((val == 0) || (val == 1)))
5936                 return -EINVAL;
5937
5938         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5939         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
5940         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5941                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5942                 return -EINVAL;
5943         }
5944         memcg->oom_kill_disable = val;
5945         if (!val)
5946                 memcg_oom_recover(memcg);
5947         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5948         return 0;
5949 }
5950
5951 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5952 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5953 {
5954         int ret;
5955
5956         memcg->kmemcg_id = -1;
5957         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
5958         if (ret)
5959                 return ret;
5960
5961         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
5962 }
5963
5964 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5965 {
5966         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
5967 }
5968
5969 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5970 {
5971         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5972                 return;
5973
5974         /*
5975          * kmem charges can outlive the cgroup. In the case of slab
5976          * pages, for instance, a page contain objects from various
5977          * processes. As we prevent from taking a reference for every
5978          * such allocation we have to be careful when doing uncharge
5979          * (see memcg_uncharge_kmem) and here during offlining.
5980          *
5981          * The idea is that that only the _last_ uncharge which sees
5982          * the dead memcg will drop the last reference. An additional
5983          * reference is taken here before the group is marked dead
5984          * which is then paired with css_put during uncharge resp. here.
5985          *
5986          * Although this might sound strange as this path is called from
5987          * css_offline() when the referencemight have dropped down to 0
5988          * and shouldn't be incremented anymore (css_tryget would fail)
5989          * we do not have other options because of the kmem allocations
5990          * lifetime.
5991          */
5992         css_get(&memcg->css);
5993
5994         memcg_kmem_mark_dead(memcg);
5995
5996         if (res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0)
5997                 return;
5998
5999         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
6000                 css_put(&memcg->css);
6001 }
6002 #else
6003 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
6004 {
6005         return 0;
6006 }
6007
6008 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
6009 {
6010 }
6011
6012 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
6013 {
6014 }
6015 #endif
6016
6017 /*
6018  * DO NOT USE IN NEW FILES.
6019  *
6020  * "cgroup.event_control" implementation.
6021  *
6022  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
6023  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
6024  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
6025  *
6026  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
6027  * possible.
6028  */
6029
6030 /*
6031  * Unregister event and free resources.
6032  *
6033  * Gets called from workqueue.
6034  */
6035 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
6036 {
6037         struct mem_cgroup_event *event =
6038                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
6039         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
6040
6041         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
6042
6043         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
6044
6045         /* Notify userspace the event is going away. */
6046         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
6047
6048         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
6049         kfree(event);
6050         css_put(&memcg->css);
6051 }
6052
6053 /*
6054  * Gets called on POLLHUP on eventfd when user closes it.
6055  *
6056  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
6057  */
6058 static int memcg_event_wake(wait_queue_t *wait, unsigned mode,
6059                             int sync, void *key)
6060 {
6061         struct mem_cgroup_event *event =
6062                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
6063         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
6064         unsigned long flags = (unsigned long)key;
6065
6066         if (flags & POLLHUP) {
6067                 /*
6068                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
6069                  * can simply return knowing the other side will cleanup
6070                  * for us.
6071                  *
6072                  * We can't race against event freeing since the other
6073                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
6074                  * which we hold.
6075                  */
6076                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
6077                 if (!list_empty(&event->list)) {
6078                         list_del_init(&event->list);
6079                         /*
6080                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
6081                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
6082                          */
6083                         schedule_work(&event->remove);
6084                 }
6085                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
6086         }
6087
6088         return 0;
6089 }
6090
6091 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
6092                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
6093 {
6094         struct mem_cgroup_event *event =
6095                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
6096
6097         event->wqh = wqh;
6098         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
6099 }
6100
6101 /*
6102  * DO NOT USE IN NEW FILES.
6103  *
6104  * Parse input and register new cgroup event handler.
6105  *
6106  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
6107  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
6108  */
6109 static int memcg_write_event_control(struct cgroup_subsys_state *css,
6110                                      struct cftype *cft, const char *buffer)
6111 {
6112         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6113         struct mem_cgroup_event *event;
6114         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
6115         unsigned int efd, cfd;
6116         struct fd efile;
6117         struct fd cfile;
6118         const char *name;
6119         char *endp;
6120         int ret;
6121
6122         efd = simple_strtoul(buffer, &endp, 10);
6123         if (*endp != ' ')
6124                 return -EINVAL;
6125         buffer = endp + 1;
6126
6127         cfd = simple_strtoul(buffer, &endp, 10);
6128         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
6129                 return -EINVAL;
6130         buffer = endp + 1;
6131
6132         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
6133         if (!event)
6134                 return -ENOMEM;
6135
6136         event->memcg = memcg;
6137         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
6138         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
6139         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
6140         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
6141
6142         efile = fdget(efd);
6143         if (!efile.file) {
6144                 ret = -EBADF;
6145                 goto out_kfree;
6146         }
6147
6148         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
6149         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
6150                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
6151                 goto out_put_efile;
6152         }
6153
6154         cfile = fdget(cfd);
6155         if (!cfile.file) {
6156                 ret = -EBADF;
6157                 goto out_put_eventfd;
6158         }
6159
6160         /* the process need read permission on control file */
6161         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
6162         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
6163         if (ret < 0)
6164                 goto out_put_cfile;
6165
6166         /*
6167          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
6168          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
6169          * about these events.  The following is crude but the whole thing
6170          * is for compatibility anyway.
6171          *
6172          * DO NOT ADD NEW FILES.
6173          */
6174         name = cfile.file->f_dentry->d_name.name;
6175
6176         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
6177                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
6178                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
6179         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
6180                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
6181                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
6182         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
6183                 event->register_event = vmpressure_register_event;
6184                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
6185         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
6186                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
6187                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
6188         } else {
6189                 ret = -EINVAL;
6190                 goto out_put_cfile;
6191         }
6192
6193         /*
6194          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
6195          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
6196          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
6197          */
6198         rcu_read_lock();
6199
6200         ret = -EINVAL;
6201         cfile_css = css_from_dir(cfile.file->f_dentry->d_parent,
6202                                  &mem_cgroup_subsys);
6203         if (cfile_css == css && css_tryget(css))
6204                 ret = 0;
6205
6206         rcu_read_unlock();
6207         if (ret)
6208                 goto out_put_cfile;
6209
6210         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buffer);
6211         if (ret)
6212                 goto out_put_css;
6213
6214         efile.file->f_op->poll(efile.file, &event->pt);
6215
6216         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
6217         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
6218         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
6219
6220         fdput(cfile);
6221         fdput(efile);
6222
6223         return 0;
6224
6225 out_put_css:
6226         css_put(css);
6227 out_put_cfile:
6228         fdput(cfile);
6229 out_put_eventfd:
6230         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
6231 out_put_efile:
6232         fdput(efile);
6233 out_kfree:
6234         kfree(event);
6235
6236         return ret;
6237 }
6238
6239 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
6240         {
6241                 .name = "usage_in_bytes",
6242                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
6243                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6244         },
6245         {
6246                 .name = "max_usage_in_bytes",
6247                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
6248                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6249                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6250         },
6251         {
6252                 .name = "limit_in_bytes",
6253                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
6254                 .write_string = mem_cgroup_write,
6255                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6256         },
6257         {
6258                 .name = "soft_limit_in_bytes",
6259                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
6260                 .write_string = mem_cgroup_write,
6261                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6262         },
6263         {
6264                 .name = "failcnt",
6265                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
6266                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6267                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6268         },
6269         {
6270                 .name = "stat",
6271                 .seq_show = memcg_stat_show,
6272         },
6273         {
6274                 .name = "force_empty",
6275                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
6276         },
6277         {
6278                 .name = "use_hierarchy",
6279                 .flags = CFTYPE_INSANE,
6280                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
6281                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
6282         },
6283         {
6284                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
6285                 .write_string = memcg_write_event_control,
6286                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX,
6287                 .mode = S_IWUGO,
6288         },
6289         {
6290                 .name = "swappiness",
6291                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
6292                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
6293         },
6294         {
6295                 .name = "move_charge_at_immigrate",
6296                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
6297                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
6298         },
6299         {
6300                 .name = "oom_control",
6301                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
6302                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
6303                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
6304         },
6305         {
6306                 .name = "pressure_level",
6307         },
6308 #ifdef CONFIG_NUMA
6309         {
6310                 .name = "numa_stat",
6311                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
6312         },
6313 #endif
6314 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
6315         {
6316                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
6317                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
6318                 .write_string = mem_cgroup_write,
6319                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6320         },
6321         {
6322                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
6323                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
6324                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6325         },
6326         {
6327                 .name = "kmem.failcnt",
6328                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
6329                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6330                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6331         },
6332         {
6333                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
6334                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
6335                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6336                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6337         },
6338 #ifdef CONFIG_SLABINFO
6339         {
6340                 .name = "kmem.slabinfo",
6341                 .seq_show = mem_cgroup_slabinfo_read,
6342         },
6343 #endif
6344 #endif
6345         { },    /* terminate */
6346 };
6347
6348 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6349 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
6350         {
6351                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
6352                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
6353                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6354         },
6355         {
6356                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
6357                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
6358                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6359                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6360         },
6361         {
6362                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
6363                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
6364                 .write_string = mem_cgroup_write,
6365                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6366         },
6367         {
6368                 .name = "memsw.failcnt",
6369                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
6370                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6371                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6372         },
6373         { },    /* terminate */
6374 };
6375 #endif
6376 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6377 {
6378         struct mem_cgroup_per_node *pn;
6379         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
6380         int zone, tmp = node;
6381         /*
6382          * This routine is called against possible nodes.
6383          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
6384          *
6385          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
6386          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
6387          *       function.
6388          */
6389         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6390                 tmp = -1;
6391         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
6392         if (!pn)
6393                 return 1;
6394
6395         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6396                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
6397                 lruvec_init(&mz->lruvec);
6398                 mz->usage_in_excess = 0;
6399                 mz->on_tree = false;
6400                 mz->memcg = memcg;
6401         }
6402         memcg->nodeinfo[node] = pn;
6403         return 0;
6404 }
6405
6406 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6407 {
6408         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
6409 }
6410
6411 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
6412 {
6413         struct mem_cgroup *memcg;
6414         size_t size;
6415
6416         size = sizeof(struct mem_cgroup);
6417         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
6418
6419         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
6420         if (!memcg)
6421                 return NULL;
6422
6423         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
6424         if (!memcg->stat)
6425                 goto out_free;
6426         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
6427         return memcg;
6428
6429 out_free:
6430         kfree(memcg);
6431         return NULL;
6432 }
6433
6434 /*
6435  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
6436  * (scanning all at force_empty is too costly...)
6437  *
6438  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
6439  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
6440  * it goes down to 0.
6441  *
6442  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
6443  */
6444
6445 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
6446 {
6447         int node;
6448
6449         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
6450
6451         for_each_node(node)
6452                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
6453
6454         free_percpu(memcg->stat);
6455
6456         /*
6457          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
6458          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
6459          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
6460          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
6461          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
6462          *
6463          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
6464          * to move this code around, and make sure it is outside
6465          * the cgroup_lock.
6466          */
6467         disarm_static_keys(memcg);
6468         kfree(memcg);
6469 }
6470
6471 /*
6472  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
6473  */
6474 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
6475 {
6476         if (!memcg->res.parent)
6477                 return NULL;
6478         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
6479 }
6480 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
6481
6482 static void __init mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
6483 {
6484         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
6485         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
6486         int tmp, node, zone;
6487
6488         for_each_node(node) {
6489                 tmp = node;
6490                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6491                         tmp = -1;
6492                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
6493                 BUG_ON(!rtpn);
6494
6495                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
6496
6497                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6498                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
6499                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
6500                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
6501                 }
6502         }
6503 }
6504
6505 static struct cgroup_subsys_state * __ref
6506 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
6507 {
6508         struct mem_cgroup *memcg;
6509         long error = -ENOMEM;
6510         int node;
6511
6512         memcg = mem_cgroup_alloc();
6513         if (!memcg)
6514                 return ERR_PTR(error);
6515
6516         for_each_node(node)
6517                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
6518                         goto free_out;
6519
6520         /* root ? */
6521         if (parent_css == NULL) {
6522                 root_mem_cgroup = memcg;
6523                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6524                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6525                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6526         }
6527
6528         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
6529         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
6530         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
6531         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
6532         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
6533         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
6534         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
6535         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
6536
6537         return &memcg->css;
6538
6539 free_out:
6540         __mem_cgroup_free(memcg);
6541         return ERR_PTR(error);
6542 }
6543
6544 static int
6545 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
6546 {
6547         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6548         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(css));
6549         int error = 0;
6550
6551         if (css->cgroup->id > MEM_CGROUP_ID_MAX)
6552                 return -ENOSPC;
6553
6554         if (!parent)
6555                 return 0;
6556
6557         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
6558
6559         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
6560         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
6561         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
6562
6563         if (parent->use_hierarchy) {
6564                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
6565                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
6566                 res_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
6567
6568                 /*
6569                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
6570                  * core guarantees its existence.
6571                  */
6572         } else {
6573                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6574                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6575                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6576                 /*
6577                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
6578                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
6579                  * unfortunate state in our controller.
6580                  */
6581                 if (parent != root_mem_cgroup)
6582                         mem_cgroup_subsys.broken_hierarchy = true;
6583         }
6584
6585         error = memcg_init_kmem(memcg, &mem_cgroup_subsys);
6586         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
6587         return error;
6588 }
6589
6590 /*
6591  * Announce all parents that a group from their hierarchy is gone.
6592  */
6593 static void mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *memcg)
6594 {
6595         struct mem_cgroup *parent = memcg;
6596
6597         while ((parent = parent_mem_cgroup(parent)))
6598                 mem_cgroup_iter_invalidate(parent);
6599
6600         /*
6601          * if the root memcg is not hierarchical we have to check it
6602          * explicitely.
6603          */
6604         if (!root_mem_cgroup->use_hierarchy)
6605                 mem_cgroup_iter_invalidate(root_mem_cgroup);
6606 }
6607
6608 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
6609 {
6610         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6611         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
6612
6613         /*
6614          * Unregister events and notify userspace.
6615          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
6616          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
6617          */
6618         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
6619         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
6620                 list_del_init(&event->list);
6621                 schedule_work(&event->remove);
6622         }
6623         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
6624
6625         kmem_cgroup_css_offline(memcg);
6626
6627         mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(memcg);
6628         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
6629         mem_cgroup_destroy_all_caches(memcg);
6630         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
6631 }
6632
6633 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
6634 {
6635         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6636         /*
6637          * XXX: css_offline() would be where we should reparent all
6638          * memory to prepare the cgroup for destruction.  However,
6639          * memcg does not do css_tryget() and res_counter charging
6640          * under the same RCU lock region, which means that charging
6641          * could race with offlining.  Offlining only happens to
6642          * cgroups with no tasks in them but charges can show up
6643          * without any tasks from the swapin path when the target
6644          * memcg is looked up from the swapout record and not from the
6645          * current task as it usually is.  A race like this can leak
6646          * charges and put pages with stale cgroup pointers into
6647          * circulation:
6648          *
6649          * #0                        #1
6650          *                           lookup_swap_cgroup_id()
6651          *                           rcu_read_lock()
6652          *                           mem_cgroup_lookup()
6653          *                           css_tryget()
6654          *                           rcu_read_unlock()
6655          * disable css_tryget()
6656          * call_rcu()
6657          *   offline_css()
6658          *     reparent_charges()
6659          *                           res_counter_charge()
6660          *                           css_put()
6661          *                             css_free()
6662          *                           pc->mem_cgroup = dead memcg
6663          *                           add page to lru
6664          *
6665          * The bulk of the charges are still moved in offline_css() to
6666          * avoid pinning a lot of pages in case a long-term reference
6667          * like a swapout record is deferring the css_free() to long
6668          * after offlining.  But this makes sure we catch any charges
6669          * made after offlining:
6670          */
6671         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
6672
6673         memcg_destroy_kmem(memcg);
6674         __mem_cgroup_free(memcg);
6675 }
6676
6677 #ifdef CONFIG_MMU
6678 /* Handlers for move charge at task migration. */
6679 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
6680 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
6681 {
6682         int ret = 0;
6683         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6684         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
6685
6686         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6687                 mc.precharge += count;
6688                 /* we don't need css_get for root */
6689                 return ret;
6690         }
6691         /* try to charge at once */
6692         if (count > 1) {
6693                 struct res_counter *dummy;
6694                 /*
6695                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
6696                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
6697                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
6698                  * css_get().
6699                  */
6700                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
6701                         goto one_by_one;
6702                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
6703                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
6704                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
6705                         goto one_by_one;
6706                 }
6707                 mc.precharge += count;
6708                 return ret;
6709         }
6710 one_by_one:
6711         /* fall back to one by one charge */
6712         while (count--) {
6713                 if (signal_pending(current)) {
6714                         ret = -EINTR;
6715                         break;
6716                 }
6717                 if (!batch_count--) {
6718                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6719                         cond_resched();
6720                 }
6721                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
6722                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
6723                 if (ret)
6724                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
6725                         return ret;
6726                 mc.precharge++;
6727         }
6728         return ret;
6729 }
6730
6731 /**
6732  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
6733  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
6734  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
6735  * @ptent: the pte to be checked
6736  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
6737  *
6738  * Returns
6739  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
6740  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
6741  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
6742  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
6743  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
6744  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
6745  *     in target->ent.
6746  *
6747  * Called with pte lock held.
6748  */
6749 union mc_target {
6750         struct page     *page;
6751         swp_entry_t     ent;
6752 };
6753
6754 enum mc_target_type {
6755         MC_TARGET_NONE = 0,
6756         MC_TARGET_PAGE,
6757         MC_TARGET_SWAP,
6758 };
6759
6760 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
6761                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
6762 {
6763         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
6764
6765         if (!page || !page_mapped(page))
6766                 return NULL;
6767         if (PageAnon(page)) {
6768                 /* we don't move shared anon */
6769                 if (!move_anon())
6770                         return NULL;
6771         } else if (!move_file())
6772                 /* we ignore mapcount for file pages */
6773                 return NULL;
6774         if (!get_page_unless_zero(page))
6775                 return NULL;
6776
6777         return page;
6778 }
6779
6780 #ifdef CONFIG_SWAP
6781 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6782                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6783 {
6784         struct page *page = NULL;
6785         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
6786
6787         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
6788                 return NULL;
6789         /*
6790          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
6791          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
6792          */
6793         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
6794         if (do_swap_account)
6795                 entry->val = ent.val;
6796
6797         return page;
6798 }
6799 #else
6800 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6801                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6802 {
6803         return NULL;
6804 }
6805 #endif
6806
6807 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
6808                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6809 {
6810         struct page *page = NULL;
6811         struct address_space *mapping;
6812         pgoff_t pgoff;
6813
6814         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
6815                 return NULL;
6816         if (!move_file())
6817                 return NULL;
6818
6819         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
6820         if (pte_none(ptent))
6821                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
6822         else /* pte_file(ptent) is true */
6823                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
6824
6825         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
6826         page = find_get_page(mapping, pgoff);
6827
6828 #ifdef CONFIG_SWAP
6829         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
6830         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
6831                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
6832                 if (do_swap_account)
6833                         *entry = swap;
6834                 page = find_get_page(swap_address_space(swap), swap.val);
6835         }
6836 #endif
6837         return page;
6838 }
6839
6840 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
6841                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
6842 {
6843         struct page *page = NULL;
6844         struct page_cgroup *pc;
6845         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6846         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
6847
6848         if (pte_present(ptent))
6849                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
6850         else if (is_swap_pte(ptent))
6851                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6852         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
6853                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6854
6855         if (!page && !ent.val)
6856                 return ret;
6857         if (page) {
6858                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6859                 /*
6860                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
6861                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
6862                  * the lock.
6863                  */
6864                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6865                         ret = MC_TARGET_PAGE;
6866                         if (target)
6867                                 target->page = page;
6868                 }
6869                 if (!ret || !target)
6870                         put_page(page);
6871         }
6872         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
6873         if (ent.val && !ret &&
6874             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
6875                 ret = MC_TARGET_SWAP;
6876                 if (target)
6877                         target->ent = ent;
6878         }
6879         return ret;
6880 }
6881
6882 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
6883 /*
6884  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
6885  * support them for now.
6886  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
6887  */
6888 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6889                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6890 {
6891         struct page *page = NULL;
6892         struct page_cgroup *pc;
6893         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6894
6895         page = pmd_page(pmd);
6896         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
6897         if (!move_anon())
6898                 return ret;
6899         pc = lookup_page_cgroup(page);
6900         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6901                 ret = MC_TARGET_PAGE;
6902                 if (target) {
6903                         get_page(page);
6904                         target->page = page;
6905                 }
6906         }
6907         return ret;
6908 }
6909 #else
6910 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6911                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6912 {
6913         return MC_TARGET_NONE;
6914 }
6915 #endif
6916
6917 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
6918                                         unsigned long addr, unsigned long end,
6919                                         struct mm_walk *walk)
6920 {
6921         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6922         pte_t *pte;
6923         spinlock_t *ptl;
6924
6925         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
6926                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
6927                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
6928                 spin_unlock(ptl);
6929                 return 0;
6930         }
6931
6932         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6933                 return 0;
6934         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6935         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
6936                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
6937                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
6938         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6939         cond_resched();
6940
6941         return 0;
6942 }
6943
6944 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
6945 {
6946         unsigned long precharge;
6947         struct vm_area_struct *vma;
6948
6949         down_read(&mm->mmap_sem);
6950         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6951                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
6952                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
6953                         .mm = mm,
6954                         .private = vma,
6955                 };
6956                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6957                         continue;
6958                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6959                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
6960         }
6961         up_read(&mm->mmap_sem);
6962
6963         precharge = mc.precharge;
6964         mc.precharge = 0;
6965
6966         return precharge;
6967 }
6968
6969 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
6970 {
6971         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
6972
6973         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
6974         mc.moving_task = current;
6975         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
6976 }
6977
6978 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
6979 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
6980 {
6981         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6982         struct mem_cgroup *to = mc.to;
6983         int i;
6984
6985         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
6986         if (mc.precharge) {
6987                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
6988                 mc.precharge = 0;
6989         }
6990         /*
6991          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
6992          * we must uncharge here.
6993          */
6994         if (mc.moved_charge) {
6995                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
6996                 mc.moved_charge = 0;
6997         }
6998         /* we must fixup refcnts and charges */
6999         if (mc.moved_swap) {
7000                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
7001                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
7002                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
7003                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
7004
7005                 for (i = 0; i < mc.moved_swap; i++)
7006                         css_put(&mc.from->css);
7007
7008                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
7009                         /*
7010                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
7011                          * uncharge to->res.
7012                          */
7013                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
7014                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
7015                 }
7016                 /* we've already done css_get(mc.to) */
7017                 mc.moved_swap = 0;
7018         }
7019         memcg_oom_recover(from);
7020         memcg_oom_recover(to);
7021         wake_up_all(&mc.waitq);
7022 }
7023
7024 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
7025 {
7026         struct mem_cgroup *from = mc.from;
7027
7028         /*
7029          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
7030          * task migration.
7031          */
7032         mc.moving_task = NULL;
7033         __mem_cgroup_clear_mc();
7034         spin_lock(&mc.lock);
7035         mc.from = NULL;
7036         mc.to = NULL;
7037         spin_unlock(&mc.lock);
7038         mem_cgroup_end_move(from);
7039 }
7040
7041 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
7042                                  struct cgroup_taskset *tset)
7043 {
7044         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
7045         int ret = 0;
7046         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
7047         unsigned long move_charge_at_immigrate;
7048
7049         /*
7050          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
7051          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
7052          * So we need to save it, and keep it going.
7053          */
7054         move_charge_at_immigrate  = memcg->move_charge_at_immigrate;
7055         if (move_charge_at_immigrate) {
7056                 struct mm_struct *mm;
7057                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
7058
7059                 VM_BUG_ON(from == memcg);
7060
7061                 mm = get_task_mm(p);
7062                 if (!mm)
7063                         return 0;
7064                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
7065                 if (mm->owner == p) {
7066                         VM_BUG_ON(mc.from);
7067                         VM_BUG_ON(mc.to);
7068                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
7069                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
7070                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
7071                         mem_cgroup_start_move(from);
7072                         spin_lock(&mc.lock);
7073                         mc.from = from;
7074                         mc.to = memcg;
7075                         mc.immigrate_flags = move_charge_at_immigrate;
7076                         spin_unlock(&mc.lock);
7077                         /* We set mc.moving_task later */
7078
7079                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
7080                         if (ret)
7081                                 mem_cgroup_clear_mc();
7082                 }
7083                 mmput(mm);
7084         }
7085         return ret;
7086 }
7087
7088 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
7089                                      struct cgroup_taskset *tset)
7090 {
7091         mem_cgroup_clear_mc();
7092 }
7093
7094 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
7095                                 unsigned long addr, unsigned long end,
7096                                 struct mm_walk *walk)
7097 {
7098         int ret = 0;
7099         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
7100         pte_t *pte;
7101         spinlock_t *ptl;
7102         enum mc_target_type target_type;
7103         union mc_target target;
7104         struct page *page;
7105         struct page_cgroup *pc;
7106
7107         /*
7108          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
7109          * happens because:
7110          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
7111          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
7112          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
7113          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
7114          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
7115          *    part of thp split is not executed yet.
7116          */
7117         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
7118                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
7119                         spin_unlock(ptl);
7120                         return 0;
7121                 }
7122                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
7123                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
7124                         page = target.page;
7125                         if (!isolate_lru_page(page)) {
7126                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
7127                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
7128                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
7129                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
7130                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
7131                                 }
7132                                 putback_lru_page(page);
7133                         }
7134                         put_page(page);
7135                 }
7136                 spin_unlock(ptl);
7137                 return 0;
7138         }
7139
7140         if (pmd_trans_unstable(pmd))
7141                 return 0;
7142 retry:
7143         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
7144         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
7145                 pte_t ptent = *(pte++);
7146                 swp_entry_t ent;
7147
7148                 if (!mc.precharge)
7149                         break;
7150
7151                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
7152                 case MC_TARGET_PAGE:
7153                         page = target.page;
7154                         if (isolate_lru_page(page))
7155                                 goto put;
7156                         pc = lookup_page_cgroup(page);
7157                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
7158                                                      mc.from, mc.to)) {
7159                                 mc.precharge--;
7160                                 /* we uncharge from mc.from later. */
7161                                 mc.moved_charge++;
7162                         }
7163                         putback_lru_page(page);
7164 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
7165                         put_page(page);
7166                         break;
7167                 case MC_TARGET_SWAP:
7168                         ent = target.ent;
7169                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
7170                                 mc.precharge--;
7171                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
7172                                 mc.moved_swap++;
7173                         }
7174                         break;
7175                 default:
7176                         break;
7177                 }
7178         }
7179         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
7180         cond_resched();
7181
7182         if (addr != end) {
7183                 /*
7184                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
7185                  * We try charge one by one, but don't do any additional
7186                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
7187                  * phase.
7188                  */
7189                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
7190                 if (!ret)
7191                         goto retry;
7192         }
7193
7194         return ret;
7195 }
7196
7197 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
7198 {
7199         struct vm_area_struct *vma;
7200
7201         lru_add_drain_all();
7202 retry:
7203         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
7204                 /*
7205                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
7206                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
7207                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
7208                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
7209                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
7210                  */
7211                 __mem_cgroup_clear_mc();
7212                 cond_resched();
7213                 goto retry;
7214         }
7215         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
7216                 int ret;
7217                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
7218                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
7219                         .mm = mm,
7220                         .private = vma,
7221                 };
7222                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
7223                         continue;
7224                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
7225                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
7226                 if (ret)
7227                         /*
7228                          * means we have consumed all precharges and failed in
7229                          * doing additional charge. Just abandon here.
7230                          */
7231                         break;
7232         }
7233         up_read(&mm->mmap_sem);
7234 }
7235
7236 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
7237                                  struct cgroup_taskset *tset)
7238 {
7239         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
7240         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
7241
7242         if (mm) {
7243                 if (mc.to)
7244                         mem_cgroup_move_charge(mm);
7245                 mmput(mm);
7246         }
7247         if (mc.to)
7248                 mem_cgroup_clear_mc();
7249 }
7250 #else   /* !CONFIG_MMU */
7251 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
7252                                  struct cgroup_taskset *tset)
7253 {
7254         return 0;
7255 }
7256 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
7257                                      struct cgroup_taskset *tset)
7258 {
7259 }
7260 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
7261                                  struct cgroup_taskset *tset)
7262 {
7263 }
7264 #endif
7265
7266 /*
7267  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
7268  * to verify sane_behavior flag on each mount attempt.
7269  */
7270 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
7271 {
7272         /*
7273          * use_hierarchy is forced with sane_behavior.  cgroup core
7274          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
7275          * on for the root memcg is enough.
7276          */
7277         if (cgroup_sane_behavior(root_css->cgroup))
7278                 mem_cgroup_from_css(root_css)->use_hierarchy = true;
7279 }
7280
7281 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
7282         .name = "memory",
7283         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
7284         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
7285         .css_online = mem_cgroup_css_online,
7286         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
7287         .css_free = mem_cgroup_css_free,
7288         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
7289         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
7290         .attach = mem_cgroup_move_task,
7291         .bind = mem_cgroup_bind,
7292         .base_cftypes = mem_cgroup_files,
7293         .early_init = 0,
7294 };
7295
7296 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
7297 static int __init enable_swap_account(char *s)
7298 {
7299         if (!strcmp(s, "1"))
7300                 really_do_swap_account = 1;
7301         else if (!strcmp(s, "0"))
7302                 really_do_swap_account = 0;
7303         return 1;
7304 }
7305 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
7306
7307 static void __init memsw_file_init(void)
7308 {
7309         WARN_ON(cgroup_add_cftypes(&mem_cgroup_subsys, memsw_cgroup_files));
7310 }
7311
7312 static void __init enable_swap_cgroup(void)
7313 {
7314         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
7315                 do_swap_account = 1;
7316                 memsw_file_init();
7317         }
7318 }
7319
7320 #else
7321 static void __init enable_swap_cgroup(void)
7322 {
7323 }
7324 #endif
7325
7326 /*
7327  * subsys_initcall() for memory controller.
7328  *
7329  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
7330  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
7331  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
7332  * be initialized from here.
7333  */
7334 static int __init mem_cgroup_init(void)
7335 {
7336         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
7337         enable_swap_cgroup();
7338         mem_cgroup_soft_limit_tree_init();
7339         memcg_stock_init();
7340         return 0;
7341 }
7342 subsys_initcall(mem_cgroup_init);