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