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