mm: factor commit limit calculation
[firefly-linux-kernel-4.4.55.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * Kernel Memory Controller
14  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
15  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
16  *
17  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
18  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
19  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
20  * (at your option) any later version.
21  *
22  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
23  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
24  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
25  * GNU General Public License for more details.
26  */
27
28 #include <linux/res_counter.h>
29 #include <linux/memcontrol.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31 #include <linux/mm.h>
32 #include <linux/hugetlb.h>
33 #include <linux/pagemap.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/page-flags.h>
36 #include <linux/backing-dev.h>
37 #include <linux/bit_spinlock.h>
38 #include <linux/rcupdate.h>
39 #include <linux/limits.h>
40 #include <linux/export.h>
41 #include <linux/mutex.h>
42 #include <linux/rbtree.h>
43 #include <linux/slab.h>
44 #include <linux/swap.h>
45 #include <linux/swapops.h>
46 #include <linux/spinlock.h>
47 #include <linux/eventfd.h>
48 #include <linux/sort.h>
49 #include <linux/fs.h>
50 #include <linux/seq_file.h>
51 #include <linux/vmalloc.h>
52 #include <linux/vmpressure.h>
53 #include <linux/mm_inline.h>
54 #include <linux/page_cgroup.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/oom.h>
57 #include <linux/lockdep.h>
58 #include "internal.h"
59 #include <net/sock.h>
60 #include <net/ip.h>
61 #include <net/tcp_memcontrol.h>
62 #include "slab.h"
63
64 #include <asm/uaccess.h>
65
66 #include <trace/events/vmscan.h>
67
68 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys __read_mostly;
69 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_subsys);
70
71 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
72 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
73
74 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
75 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
76 int do_swap_account __read_mostly;
77
78 /* for remember boot option*/
79 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
80 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
81 #else
82 static int really_do_swap_account __initdata = 0;
83 #endif
84
85 #else
86 #define do_swap_account         0
87 #endif
88
89
90 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
91         "cache",
92         "rss",
93         "rss_huge",
94         "mapped_file",
95         "writeback",
96         "swap",
97 };
98
99 enum mem_cgroup_events_index {
100         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
101         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
102         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
103         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
104         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
105 };
106
107 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
108         "pgpgin",
109         "pgpgout",
110         "pgfault",
111         "pgmajfault",
112 };
113
114 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
115         "inactive_anon",
116         "active_anon",
117         "inactive_file",
118         "active_file",
119         "unevictable",
120 };
121
122 /*
123  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
124  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
125  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
126  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
127  */
128 enum mem_cgroup_events_target {
129         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
130         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
131         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
132         MEM_CGROUP_NTARGETS,
133 };
134 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
135 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
136 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
137
138 struct mem_cgroup_stat_cpu {
139         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
140         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
141         unsigned long nr_page_events;
142         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
143 };
144
145 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
146         /*
147          * last scanned hierarchy member. Valid only if last_dead_count
148          * matches memcg->dead_count of the hierarchy root group.
149          */
150         struct mem_cgroup *last_visited;
151         unsigned long last_dead_count;
152
153         /* scan generation, increased every round-trip */
154         unsigned int generation;
155 };
156
157 /*
158  * per-zone information in memory controller.
159  */
160 struct mem_cgroup_per_zone {
161         struct lruvec           lruvec;
162         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
163
164         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
165
166         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
167         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
168                                                 /* the soft limit is exceeded*/
169         bool                    on_tree;
170         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
171                                                 /* use container_of        */
172 };
173
174 struct mem_cgroup_per_node {
175         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
176 };
177
178 /*
179  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
180  * their hierarchy representation
181  */
182
183 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
184         struct rb_root rb_root;
185         spinlock_t lock;
186 };
187
188 struct mem_cgroup_tree_per_node {
189         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
190 };
191
192 struct mem_cgroup_tree {
193         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
194 };
195
196 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
197
198 struct mem_cgroup_threshold {
199         struct eventfd_ctx *eventfd;
200         u64 threshold;
201 };
202
203 /* For threshold */
204 struct mem_cgroup_threshold_ary {
205         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
206         int current_threshold;
207         /* Size of entries[] */
208         unsigned int size;
209         /* Array of thresholds */
210         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
211 };
212
213 struct mem_cgroup_thresholds {
214         /* Primary thresholds array */
215         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
216         /*
217          * Spare threshold array.
218          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
219          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
220          */
221         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
222 };
223
224 /* for OOM */
225 struct mem_cgroup_eventfd_list {
226         struct list_head list;
227         struct eventfd_ctx *eventfd;
228 };
229
230 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
231 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
232
233 /*
234  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
235  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
236  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
237  * to help the administrator determine what knobs to tune.
238  *
239  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
240  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
241  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
242  * a feature that will be implemented much later in the future.
243  */
244 struct mem_cgroup {
245         struct cgroup_subsys_state css;
246         /*
247          * the counter to account for memory usage
248          */
249         struct res_counter res;
250
251         /* vmpressure notifications */
252         struct vmpressure vmpressure;
253
254         /*
255          * the counter to account for mem+swap usage.
256          */
257         struct res_counter memsw;
258
259         /*
260          * the counter to account for kernel memory usage.
261          */
262         struct res_counter kmem;
263         /*
264          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
265          */
266         bool use_hierarchy;
267         unsigned long kmem_account_flags; /* See KMEM_ACCOUNTED_*, below */
268
269         bool            oom_lock;
270         atomic_t        under_oom;
271         atomic_t        oom_wakeups;
272
273         int     swappiness;
274         /* OOM-Killer disable */
275         int             oom_kill_disable;
276
277         /* set when res.limit == memsw.limit */
278         bool            memsw_is_minimum;
279
280         /* protect arrays of thresholds */
281         struct mutex thresholds_lock;
282
283         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
284         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
285
286         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
287         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
288
289         /* For oom notifier event fd */
290         struct list_head oom_notify;
291
292         /*
293          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
294          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
295          */
296         unsigned long move_charge_at_immigrate;
297         /*
298          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
299          */
300         atomic_t        moving_account;
301         /* taken only while moving_account > 0 */
302         spinlock_t      move_lock;
303         /*
304          * percpu counter.
305          */
306         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
307         /*
308          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
309          * See mem_cgroup_read_stat().
310          */
311         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
312         spinlock_t pcp_counter_lock;
313
314         atomic_t        dead_count;
315 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
316         struct tcp_memcontrol tcp_mem;
317 #endif
318 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
319         /* analogous to slab_common's slab_caches list. per-memcg */
320         struct list_head memcg_slab_caches;
321         /* Not a spinlock, we can take a lot of time walking the list */
322         struct mutex slab_caches_mutex;
323         /* Index in the kmem_cache->memcg_params->memcg_caches array */
324         int kmemcg_id;
325 #endif
326
327         int last_scanned_node;
328 #if MAX_NUMNODES > 1
329         nodemask_t      scan_nodes;
330         atomic_t        numainfo_events;
331         atomic_t        numainfo_updating;
332 #endif
333
334         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[0];
335         /* WARNING: nodeinfo must be the last member here */
336 };
337
338 static size_t memcg_size(void)
339 {
340         return sizeof(struct mem_cgroup) +
341                 nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node);
342 }
343
344 /* internal only representation about the status of kmem accounting. */
345 enum {
346         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE = 0, /* accounted by this cgroup itself */
347         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, /* static key enabled. */
348         KMEM_ACCOUNTED_DEAD, /* dead memcg with pending kmem charges */
349 };
350
351 /* We account when limit is on, but only after call sites are patched */
352 #define KMEM_ACCOUNTED_MASK \
353                 ((1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE) | (1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED))
354
355 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
356 static inline void memcg_kmem_set_active(struct mem_cgroup *memcg)
357 {
358         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
359 }
360
361 static bool memcg_kmem_is_active(struct mem_cgroup *memcg)
362 {
363         return test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
364 }
365
366 static void memcg_kmem_set_activated(struct mem_cgroup *memcg)
367 {
368         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
369 }
370
371 static void memcg_kmem_clear_activated(struct mem_cgroup *memcg)
372 {
373         clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
374 }
375
376 static void memcg_kmem_mark_dead(struct mem_cgroup *memcg)
377 {
378         /*
379          * Our caller must use css_get() first, because memcg_uncharge_kmem()
380          * will call css_put() if it sees the memcg is dead.
381          */
382         smp_wmb();
383         if (test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags))
384                 set_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD, &memcg->kmem_account_flags);
385 }
386
387 static bool memcg_kmem_test_and_clear_dead(struct mem_cgroup *memcg)
388 {
389         return test_and_clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD,
390                                   &memcg->kmem_account_flags);
391 }
392 #endif
393
394 /* Stuffs for move charges at task migration. */
395 /*
396  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" and
397  * "immigrate_flags" are treated as a left-shifted bitmap of these types.
398  */
399 enum move_type {
400         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
401         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
402         NR_MOVE_TYPE,
403 };
404
405 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
406 static struct move_charge_struct {
407         spinlock_t        lock; /* for from, to */
408         struct mem_cgroup *from;
409         struct mem_cgroup *to;
410         unsigned long immigrate_flags;
411         unsigned long precharge;
412         unsigned long moved_charge;
413         unsigned long moved_swap;
414         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
415         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
416 } mc = {
417         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
418         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
419 };
420
421 static bool move_anon(void)
422 {
423         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON, &mc.immigrate_flags);
424 }
425
426 static bool move_file(void)
427 {
428         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE, &mc.immigrate_flags);
429 }
430
431 /*
432  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
433  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
434  */
435 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
436 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
437
438 enum charge_type {
439         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
440         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
441         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
442         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
443         NR_CHARGE_TYPE,
444 };
445
446 /* for encoding cft->private value on file */
447 enum res_type {
448         _MEM,
449         _MEMSWAP,
450         _OOM_TYPE,
451         _KMEM,
452 };
453
454 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
455 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
456 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
457 /* Used for OOM nofiier */
458 #define OOM_CONTROL             (0)
459
460 /*
461  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
462  */
463 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
464 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
465 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
466 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
467
468 /*
469  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
470  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
471  * appearing has to hold it as well.
472  */
473 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
474
475 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
476 {
477         return s ? container_of(s, struct mem_cgroup, css) : NULL;
478 }
479
480 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
481 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
482 {
483         if (!memcg)
484                 memcg = root_mem_cgroup;
485         return &memcg->vmpressure;
486 }
487
488 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
489 {
490         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
491 }
492
493 struct vmpressure *css_to_vmpressure(struct cgroup_subsys_state *css)
494 {
495         return &mem_cgroup_from_css(css)->vmpressure;
496 }
497
498 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
499 {
500         return (memcg == root_mem_cgroup);
501 }
502
503 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
504 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
505
506 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
507 {
508         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
509                 struct mem_cgroup *memcg;
510                 struct cg_proto *cg_proto;
511
512                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
513
514                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
515                  * filled. It won't however, necessarily happen from
516                  * process context. So the test for root memcg given
517                  * the current task's memcg won't help us in this case.
518                  *
519                  * Respecting the original socket's memcg is a better
520                  * decision in this case.
521                  */
522                 if (sk->sk_cgrp) {
523                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
524                         css_get(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
525                         return;
526                 }
527
528                 rcu_read_lock();
529                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
530                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
531                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
532                     memcg_proto_active(cg_proto) && css_tryget(&memcg->css)) {
533                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
534                 }
535                 rcu_read_unlock();
536         }
537 }
538 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
539
540 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
541 {
542         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
543                 struct mem_cgroup *memcg;
544                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
545                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
546                 css_put(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
547         }
548 }
549
550 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
551 {
552         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
553                 return NULL;
554
555         return &memcg->tcp_mem.cg_proto;
556 }
557 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
558
559 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
560 {
561         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem.cg_proto))
562                 return;
563         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
564 }
565 #else
566 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
567 {
568 }
569 #endif
570
571 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
572 /*
573  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params->memcg_caches.
574  * There are two main reasons for not using the css_id for this:
575  *  1) this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
576  *     but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
577  *     memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
578  *     200 entry array for that.
579  *
580  *  2) In order not to violate the cgroup API, we would like to do all memory
581  *     allocation in ->create(). At that point, we haven't yet allocated the
582  *     css_id. Having a separate index prevents us from messing with the cgroup
583  *     core for this
584  *
585  * The current size of the caches array is stored in
586  * memcg_limited_groups_array_size.  It will double each time we have to
587  * increase it.
588  */
589 static DEFINE_IDA(kmem_limited_groups);
590 int memcg_limited_groups_array_size;
591
592 /*
593  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
594  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
595  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
596  * tunable, but that is strictly not necessary.
597  *
598  * MAX_SIZE should be as large as the number of css_ids. Ideally, we could get
599  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
600  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
601  * css_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
602  * increase ours as well if it increases.
603  */
604 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
605 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE 65535
606
607 /*
608  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
609  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
610  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
611  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
612  */
613 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
614 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
615
616 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
617 {
618         if (memcg_kmem_is_active(memcg)) {
619                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
620                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg->kmemcg_id);
621         }
622         /*
623          * This check can't live in kmem destruction function,
624          * since the charges will outlive the cgroup
625          */
626         WARN_ON(res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0);
627 }
628 #else
629 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
630 {
631 }
632 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
633
634 static void disarm_static_keys(struct mem_cgroup *memcg)
635 {
636         disarm_sock_keys(memcg);
637         disarm_kmem_keys(memcg);
638 }
639
640 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
641
642 static struct mem_cgroup_per_zone *
643 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
644 {
645         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
646         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
647 }
648
649 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
650 {
651         return &memcg->css;
652 }
653
654 static struct mem_cgroup_per_zone *
655 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
656 {
657         int nid = page_to_nid(page);
658         int zid = page_zonenum(page);
659
660         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
661 }
662
663 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
664 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
665 {
666         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
667 }
668
669 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
670 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
671 {
672         int nid = page_to_nid(page);
673         int zid = page_zonenum(page);
674
675         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
676 }
677
678 static void
679 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
680                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
681                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
682                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
683 {
684         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
685         struct rb_node *parent = NULL;
686         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
687
688         if (mz->on_tree)
689                 return;
690
691         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
692         if (!mz->usage_in_excess)
693                 return;
694         while (*p) {
695                 parent = *p;
696                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
697                                         tree_node);
698                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
699                         p = &(*p)->rb_left;
700                 /*
701                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
702                  * limit by the same amount
703                  */
704                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
705                         p = &(*p)->rb_right;
706         }
707         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
708         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
709         mz->on_tree = true;
710 }
711
712 static void
713 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
714                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
715                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
716 {
717         if (!mz->on_tree)
718                 return;
719         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
720         mz->on_tree = false;
721 }
722
723 static void
724 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
725                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
726                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
727 {
728         spin_lock(&mctz->lock);
729         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
730         spin_unlock(&mctz->lock);
731 }
732
733
734 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
735 {
736         unsigned long long excess;
737         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
738         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
739         int nid = page_to_nid(page);
740         int zid = page_zonenum(page);
741         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
742
743         /*
744          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
745          * because their event counter is not touched.
746          */
747         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
748                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
749                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
750                 /*
751                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
752                  * mem is over its softlimit.
753                  */
754                 if (excess || mz->on_tree) {
755                         spin_lock(&mctz->lock);
756                         /* if on-tree, remove it */
757                         if (mz->on_tree)
758                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
759                         /*
760                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
761                          * If excess is 0, no tree ops.
762                          */
763                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
764                         spin_unlock(&mctz->lock);
765                 }
766         }
767 }
768
769 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
770 {
771         int node, zone;
772         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
773         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
774
775         for_each_node(node) {
776                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
777                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
778                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
779                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
780                 }
781         }
782 }
783
784 static struct mem_cgroup_per_zone *
785 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
786 {
787         struct rb_node *rightmost = NULL;
788         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
789
790 retry:
791         mz = NULL;
792         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
793         if (!rightmost)
794                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
795
796         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
797         /*
798          * Remove the node now but someone else can add it back,
799          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
800          * position in the tree.
801          */
802         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
803         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
804                 !css_tryget(&mz->memcg->css))
805                 goto retry;
806 done:
807         return mz;
808 }
809
810 static struct mem_cgroup_per_zone *
811 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
812 {
813         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
814
815         spin_lock(&mctz->lock);
816         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
817         spin_unlock(&mctz->lock);
818         return mz;
819 }
820
821 /*
822  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
823  *
824  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
825  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
826  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
827  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
828  *
829  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
830  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
831  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
832  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
833  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
834  *
835  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
836  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
837  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
838  * implemented.
839  */
840 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
841                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
842 {
843         long val = 0;
844         int cpu;
845
846         get_online_cpus();
847         for_each_online_cpu(cpu)
848                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
849 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
850         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
851         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
852         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
853 #endif
854         put_online_cpus();
855         return val;
856 }
857
858 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
859                                          bool charge)
860 {
861         int val = (charge) ? 1 : -1;
862         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
863 }
864
865 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
866                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
867 {
868         unsigned long val = 0;
869         int cpu;
870
871         get_online_cpus();
872         for_each_online_cpu(cpu)
873                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
874 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
875         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
876         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
877         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
878 #endif
879         put_online_cpus();
880         return val;
881 }
882
883 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
884                                          struct page *page,
885                                          bool anon, int nr_pages)
886 {
887         preempt_disable();
888
889         /*
890          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
891          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
892          */
893         if (anon)
894                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
895                                 nr_pages);
896         else
897                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
898                                 nr_pages);
899
900         if (PageTransHuge(page))
901                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
902                                 nr_pages);
903
904         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
905         if (nr_pages > 0)
906                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
907         else {
908                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
909                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
910         }
911
912         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
913
914         preempt_enable();
915 }
916
917 unsigned long
918 mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
919 {
920         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
921
922         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
923         return mz->lru_size[lru];
924 }
925
926 static unsigned long
927 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
928                         unsigned int lru_mask)
929 {
930         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
931         enum lru_list lru;
932         unsigned long ret = 0;
933
934         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
935
936         for_each_lru(lru) {
937                 if (BIT(lru) & lru_mask)
938                         ret += mz->lru_size[lru];
939         }
940         return ret;
941 }
942
943 static unsigned long
944 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
945                         int nid, unsigned int lru_mask)
946 {
947         u64 total = 0;
948         int zid;
949
950         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
951                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
952                                                 nid, zid, lru_mask);
953
954         return total;
955 }
956
957 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
958                         unsigned int lru_mask)
959 {
960         int nid;
961         u64 total = 0;
962
963         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
964                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
965         return total;
966 }
967
968 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
969                                        enum mem_cgroup_events_target target)
970 {
971         unsigned long val, next;
972
973         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
974         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
975         /* from time_after() in jiffies.h */
976         if ((long)next - (long)val < 0) {
977                 switch (target) {
978                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
979                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
980                         break;
981                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
982                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
983                         break;
984                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
985                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
986                         break;
987                 default:
988                         break;
989                 }
990                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
991                 return true;
992         }
993         return false;
994 }
995
996 /*
997  * Check events in order.
998  *
999  */
1000 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
1001 {
1002         preempt_disable();
1003         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
1004         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1005                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
1006                 bool do_softlimit;
1007                 bool do_numainfo __maybe_unused;
1008
1009                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1010                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
1011 #if MAX_NUMNODES > 1
1012                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1013                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
1014 #endif
1015                 preempt_enable();
1016
1017                 mem_cgroup_threshold(memcg);
1018                 if (unlikely(do_softlimit))
1019                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
1020 #if MAX_NUMNODES > 1
1021                 if (unlikely(do_numainfo))
1022                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
1023 #endif
1024         } else
1025                 preempt_enable();
1026 }
1027
1028 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1029 {
1030         /*
1031          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1032          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1033          * So this can be called with p == NULL.
1034          */
1035         if (unlikely(!p))
1036                 return NULL;
1037
1038         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, mem_cgroup_subsys_id));
1039 }
1040
1041 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1042 {
1043         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1044
1045         if (!mm)
1046                 return NULL;
1047         /*
1048          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
1049          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
1050          * pessimistic (rather than adding locks here).
1051          */
1052         rcu_read_lock();
1053         do {
1054                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1055                 if (unlikely(!memcg))
1056                         break;
1057         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1058         rcu_read_unlock();
1059         return memcg;
1060 }
1061
1062 /*
1063  * Returns a next (in a pre-order walk) alive memcg (with elevated css
1064  * ref. count) or NULL if the whole root's subtree has been visited.
1065  *
1066  * helper function to be used by mem_cgroup_iter
1067  */
1068 static struct mem_cgroup *__mem_cgroup_iter_next(struct mem_cgroup *root,
1069                 struct mem_cgroup *last_visited)
1070 {
1071         struct cgroup_subsys_state *prev_css, *next_css;
1072
1073         prev_css = last_visited ? &last_visited->css : NULL;
1074 skip_node:
1075         next_css = css_next_descendant_pre(prev_css, &root->css);
1076
1077         /*
1078          * Even if we found a group we have to make sure it is
1079          * alive. css && !memcg means that the groups should be
1080          * skipped and we should continue the tree walk.
1081          * last_visited css is safe to use because it is
1082          * protected by css_get and the tree walk is rcu safe.
1083          */
1084         if (next_css) {
1085                 struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_css(next_css);
1086
1087                 if (css_tryget(&mem->css))
1088                         return mem;
1089                 else {
1090                         prev_css = next_css;
1091                         goto skip_node;
1092                 }
1093         }
1094
1095         return NULL;
1096 }
1097
1098 static void mem_cgroup_iter_invalidate(struct mem_cgroup *root)
1099 {
1100         /*
1101          * When a group in the hierarchy below root is destroyed, the
1102          * hierarchy iterator can no longer be trusted since it might
1103          * have pointed to the destroyed group.  Invalidate it.
1104          */
1105         atomic_inc(&root->dead_count);
1106 }
1107
1108 static struct mem_cgroup *
1109 mem_cgroup_iter_load(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1110                      struct mem_cgroup *root,
1111                      int *sequence)
1112 {
1113         struct mem_cgroup *position = NULL;
1114         /*
1115          * A cgroup destruction happens in two stages: offlining and
1116          * release.  They are separated by a RCU grace period.
1117          *
1118          * If the iterator is valid, we may still race with an
1119          * offlining.  The RCU lock ensures the object won't be
1120          * released, tryget will fail if we lost the race.
1121          */
1122         *sequence = atomic_read(&root->dead_count);
1123         if (iter->last_dead_count == *sequence) {
1124                 smp_rmb();
1125                 position = iter->last_visited;
1126                 if (position && !css_tryget(&position->css))
1127                         position = NULL;
1128         }
1129         return position;
1130 }
1131
1132 static void mem_cgroup_iter_update(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1133                                    struct mem_cgroup *last_visited,
1134                                    struct mem_cgroup *new_position,
1135                                    int sequence)
1136 {
1137         if (last_visited)
1138                 css_put(&last_visited->css);
1139         /*
1140          * We store the sequence count from the time @last_visited was
1141          * loaded successfully instead of rereading it here so that we
1142          * don't lose destruction events in between.  We could have
1143          * raced with the destruction of @new_position after all.
1144          */
1145         iter->last_visited = new_position;
1146         smp_wmb();
1147         iter->last_dead_count = sequence;
1148 }
1149
1150 /**
1151  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1152  * @root: hierarchy root
1153  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1154  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1155  *
1156  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1157  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1158  *
1159  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1160  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1161  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1162  *
1163  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
1164  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1165  * reclaimers operating on the same zone and priority.
1166  */
1167 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1168                                    struct mem_cgroup *prev,
1169                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1170 {
1171         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1172         struct mem_cgroup *last_visited = NULL;
1173
1174         if (mem_cgroup_disabled())
1175                 return NULL;
1176
1177         if (!root)
1178                 root = root_mem_cgroup;
1179
1180         if (prev && !reclaim)
1181                 last_visited = prev;
1182
1183         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1184                 if (prev)
1185                         goto out_css_put;
1186                 return root;
1187         }
1188
1189         rcu_read_lock();
1190         while (!memcg) {
1191                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1192                 int uninitialized_var(seq);
1193
1194                 if (reclaim) {
1195                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
1196                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
1197                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1198
1199                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
1200                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
1201                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation) {
1202                                 iter->last_visited = NULL;
1203                                 goto out_unlock;
1204                         }
1205
1206                         last_visited = mem_cgroup_iter_load(iter, root, &seq);
1207                 }
1208
1209                 memcg = __mem_cgroup_iter_next(root, last_visited);
1210
1211                 if (reclaim) {
1212                         mem_cgroup_iter_update(iter, last_visited, memcg, seq);
1213
1214                         if (!memcg)
1215                                 iter->generation++;
1216                         else if (!prev && memcg)
1217                                 reclaim->generation = iter->generation;
1218                 }
1219
1220                 if (prev && !memcg)
1221                         goto out_unlock;
1222         }
1223 out_unlock:
1224         rcu_read_unlock();
1225 out_css_put:
1226         if (prev && prev != root)
1227                 css_put(&prev->css);
1228
1229         return memcg;
1230 }
1231
1232 /**
1233  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1234  * @root: hierarchy root
1235  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1236  */
1237 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1238                            struct mem_cgroup *prev)
1239 {
1240         if (!root)
1241                 root = root_mem_cgroup;
1242         if (prev && prev != root)
1243                 css_put(&prev->css);
1244 }
1245
1246 /*
1247  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1248  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1249  * be used for reference counting.
1250  */
1251 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1252         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1253              iter != NULL;                              \
1254              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1255
1256 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1257         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1258              iter != NULL;                              \
1259              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1260
1261 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1262 {
1263         struct mem_cgroup *memcg;
1264
1265         rcu_read_lock();
1266         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1267         if (unlikely(!memcg))
1268                 goto out;
1269
1270         switch (idx) {
1271         case PGFAULT:
1272                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1273                 break;
1274         case PGMAJFAULT:
1275                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1276                 break;
1277         default:
1278                 BUG();
1279         }
1280 out:
1281         rcu_read_unlock();
1282 }
1283 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1284
1285 /**
1286  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1287  * @zone: zone of the wanted lruvec
1288  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1289  *
1290  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1291  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1292  * is disabled.
1293  */
1294 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1295                                       struct mem_cgroup *memcg)
1296 {
1297         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1298         struct lruvec *lruvec;
1299
1300         if (mem_cgroup_disabled()) {
1301                 lruvec = &zone->lruvec;
1302                 goto out;
1303         }
1304
1305         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1306         lruvec = &mz->lruvec;
1307 out:
1308         /*
1309          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1310          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1311          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1312          */
1313         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1314                 lruvec->zone = zone;
1315         return lruvec;
1316 }
1317
1318 /*
1319  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1320  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1321  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1322  *
1323  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1324  * 1. charge
1325  * 2. moving account
1326  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1327  * It is added to LRU before charge.
1328  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1329  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1330  */
1331
1332 /**
1333  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1334  * @page: the page
1335  * @zone: zone of the page
1336  */
1337 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1338 {
1339         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1340         struct mem_cgroup *memcg;
1341         struct page_cgroup *pc;
1342         struct lruvec *lruvec;
1343
1344         if (mem_cgroup_disabled()) {
1345                 lruvec = &zone->lruvec;
1346                 goto out;
1347         }
1348
1349         pc = lookup_page_cgroup(page);
1350         memcg = pc->mem_cgroup;
1351
1352         /*
1353          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1354          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1355          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1356          *
1357          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1358          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1359          * of pc->mem_cgroup safe.
1360          */
1361         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1362                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1363
1364         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1365         lruvec = &mz->lruvec;
1366 out:
1367         /*
1368          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1369          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1370          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1371          */
1372         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1373                 lruvec->zone = zone;
1374         return lruvec;
1375 }
1376
1377 /**
1378  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1379  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1380  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1381  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1382  *
1383  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1384  * lru list.
1385  */
1386 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1387                                 int nr_pages)
1388 {
1389         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1390         unsigned long *lru_size;
1391
1392         if (mem_cgroup_disabled())
1393                 return;
1394
1395         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1396         lru_size = mz->lru_size + lru;
1397         *lru_size += nr_pages;
1398         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1399 }
1400
1401 /*
1402  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1403  * hierarchy subtree
1404  */
1405 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1406                                   struct mem_cgroup *memcg)
1407 {
1408         if (root_memcg == memcg)
1409                 return true;
1410         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1411                 return false;
1412         return css_is_ancestor(&memcg->css, &root_memcg->css);
1413 }
1414
1415 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1416                                        struct mem_cgroup *memcg)
1417 {
1418         bool ret;
1419
1420         rcu_read_lock();
1421         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1422         rcu_read_unlock();
1423         return ret;
1424 }
1425
1426 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task,
1427                         const struct mem_cgroup *memcg)
1428 {
1429         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1430         struct task_struct *p;
1431         bool ret;
1432
1433         p = find_lock_task_mm(task);
1434         if (p) {
1435                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1436                 task_unlock(p);
1437         } else {
1438                 /*
1439                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1440                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1441                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1442                  */
1443                 rcu_read_lock();
1444                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1445                 if (curr)
1446                         css_get(&curr->css);
1447                 rcu_read_unlock();
1448         }
1449         if (!curr)
1450                 return false;
1451         /*
1452          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1453          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1454          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1455          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1456          */
1457         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1458         css_put(&curr->css);
1459         return ret;
1460 }
1461
1462 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1463 {
1464         unsigned long inactive_ratio;
1465         unsigned long inactive;
1466         unsigned long active;
1467         unsigned long gb;
1468
1469         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1470         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1471
1472         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1473         if (gb)
1474                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1475         else
1476                 inactive_ratio = 1;
1477
1478         return inactive * inactive_ratio < active;
1479 }
1480
1481 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1482         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1483
1484 /**
1485  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1486  * @memcg: the memory cgroup
1487  *
1488  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1489  * pages.
1490  */
1491 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1492 {
1493         unsigned long long margin;
1494
1495         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1496         if (do_swap_account)
1497                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1498         return margin >> PAGE_SHIFT;
1499 }
1500
1501 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1502 {
1503         /* root ? */
1504         if (!css_parent(&memcg->css))
1505                 return vm_swappiness;
1506
1507         return memcg->swappiness;
1508 }
1509
1510 /*
1511  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1512  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1513  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1514  * rcu_read_lock(), like this:
1515  *
1516  *         CPU-A                                    CPU-B
1517  *                                              rcu_read_lock()
1518  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1519  *                                                   take heavy locks.
1520  *         synchronize_rcu()                    update something.
1521  *                                              rcu_read_unlock()
1522  *         start move here.
1523  */
1524
1525 /* for quick checking without looking up memcg */
1526 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1527
1528 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1529 {
1530         atomic_inc(&memcg_moving);
1531         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1532         synchronize_rcu();
1533 }
1534
1535 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1536 {
1537         /*
1538          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1539          * We check NULL in callee rather than caller.
1540          */
1541         if (memcg) {
1542                 atomic_dec(&memcg_moving);
1543                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1544         }
1545 }
1546
1547 /*
1548  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1549  *
1550  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1551  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1552  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1553  *
1554  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1555  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1556  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1557  */
1558
1559 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1560 {
1561         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1562         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1563 }
1564
1565 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1566 {
1567         struct mem_cgroup *from;
1568         struct mem_cgroup *to;
1569         bool ret = false;
1570         /*
1571          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1572          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1573          */
1574         spin_lock(&mc.lock);
1575         from = mc.from;
1576         to = mc.to;
1577         if (!from)
1578                 goto unlock;
1579
1580         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1581                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1582 unlock:
1583         spin_unlock(&mc.lock);
1584         return ret;
1585 }
1586
1587 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1588 {
1589         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1590                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1591                         DEFINE_WAIT(wait);
1592                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1593                         /* moving charge context might have finished. */
1594                         if (mc.moving_task)
1595                                 schedule();
1596                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1597                         return true;
1598                 }
1599         }
1600         return false;
1601 }
1602
1603 /*
1604  * Take this lock when
1605  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1606  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1607  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1608  */
1609 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1610                                   unsigned long *flags)
1611 {
1612         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1613 }
1614
1615 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1616                                 unsigned long *flags)
1617 {
1618         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1619 }
1620
1621 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1622 /**
1623  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1624  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1625  * @p: Task that is going to be killed
1626  *
1627  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1628  * enabled
1629  */
1630 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1631 {
1632         struct cgroup *task_cgrp;
1633         struct cgroup *mem_cgrp;
1634         /*
1635          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1636          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1637          * If this assumption is broken, revisit this code.
1638          */
1639         static char memcg_name[PATH_MAX];
1640         int ret;
1641         struct mem_cgroup *iter;
1642         unsigned int i;
1643
1644         if (!p)
1645                 return;
1646
1647         rcu_read_lock();
1648
1649         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1650         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1651
1652         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1653         if (ret < 0) {
1654                 /*
1655                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1656                  * But we'll still print out the usage information
1657                  */
1658                 rcu_read_unlock();
1659                 goto done;
1660         }
1661         rcu_read_unlock();
1662
1663         pr_info("Task in %s killed", memcg_name);
1664
1665         rcu_read_lock();
1666         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1667         if (ret < 0) {
1668                 rcu_read_unlock();
1669                 goto done;
1670         }
1671         rcu_read_unlock();
1672
1673         /*
1674          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1675          */
1676         pr_cont(" as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1677 done:
1678
1679         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1680                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1681                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1682                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1683         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1684                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1685                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1686                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1687         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1688                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) >> 10,
1689                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_LIMIT) >> 10,
1690                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_FAILCNT));
1691
1692         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1693                 pr_info("Memory cgroup stats");
1694
1695                 rcu_read_lock();
1696                 ret = cgroup_path(iter->css.cgroup, memcg_name, PATH_MAX);
1697                 if (!ret)
1698                         pr_cont(" for %s", memcg_name);
1699                 rcu_read_unlock();
1700                 pr_cont(":");
1701
1702                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1703                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1704                                 continue;
1705                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1706                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1707                 }
1708
1709                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1710                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1711                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1712
1713                 pr_cont("\n");
1714         }
1715 }
1716
1717 /*
1718  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1719  * 1(self count) if no children.
1720  */
1721 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1722 {
1723         int num = 0;
1724         struct mem_cgroup *iter;
1725
1726         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1727                 num++;
1728         return num;
1729 }
1730
1731 /*
1732  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1733  */
1734 static u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1735 {
1736         u64 limit;
1737
1738         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1739
1740         /*
1741          * Do not consider swap space if we cannot swap due to swappiness
1742          */
1743         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1744                 u64 memsw;
1745
1746                 limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1747                 memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1748
1749                 /*
1750                  * If memsw is finite and limits the amount of swap space
1751                  * available to this memcg, return that limit.
1752                  */
1753                 limit = min(limit, memsw);
1754         }
1755
1756         return limit;
1757 }
1758
1759 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1760                                      int order)
1761 {
1762         struct mem_cgroup *iter;
1763         unsigned long chosen_points = 0;
1764         unsigned long totalpages;
1765         unsigned int points = 0;
1766         struct task_struct *chosen = NULL;
1767
1768         /*
1769          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1770          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1771          * quickly exit and free its memory.
1772          */
1773         if (fatal_signal_pending(current) || current->flags & PF_EXITING) {
1774                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1775                 return;
1776         }
1777
1778         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1779         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) >> PAGE_SHIFT ? : 1;
1780         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1781                 struct css_task_iter it;
1782                 struct task_struct *task;
1783
1784                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
1785                 while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1786                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1787                                                         false)) {
1788                         case OOM_SCAN_SELECT:
1789                                 if (chosen)
1790                                         put_task_struct(chosen);
1791                                 chosen = task;
1792                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1793                                 get_task_struct(chosen);
1794                                 /* fall through */
1795                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1796                                 continue;
1797                         case OOM_SCAN_ABORT:
1798                                 css_task_iter_end(&it);
1799                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1800                                 if (chosen)
1801                                         put_task_struct(chosen);
1802                                 return;
1803                         case OOM_SCAN_OK:
1804                                 break;
1805                         };
1806                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1807                         if (points > chosen_points) {
1808                                 if (chosen)
1809                                         put_task_struct(chosen);
1810                                 chosen = task;
1811                                 chosen_points = points;
1812                                 get_task_struct(chosen);
1813                         }
1814                 }
1815                 css_task_iter_end(&it);
1816         }
1817
1818         if (!chosen)
1819                 return;
1820         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1821         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1822                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1823 }
1824
1825 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1826                                         gfp_t gfp_mask,
1827                                         unsigned long flags)
1828 {
1829         unsigned long total = 0;
1830         bool noswap = false;
1831         int loop;
1832
1833         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1834                 noswap = true;
1835         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1836                 noswap = true;
1837
1838         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1839                 if (loop)
1840                         drain_all_stock_async(memcg);
1841                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1842                 /*
1843                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1844                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1845                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1846                  */
1847                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1848                         break;
1849                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1850                         break;
1851                 /*
1852                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1853                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1854                  */
1855                 if (loop && !total)
1856                         break;
1857         }
1858         return total;
1859 }
1860
1861 /**
1862  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1863  * @memcg: the target memcg
1864  * @nid: the node ID to be checked.
1865  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1866  *
1867  * This function returns whether the specified memcg contains any
1868  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1869  * pages in the node.
1870  */
1871 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1872                 int nid, bool noswap)
1873 {
1874         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1875                 return true;
1876         if (noswap || !total_swap_pages)
1877                 return false;
1878         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1879                 return true;
1880         return false;
1881
1882 }
1883 #if MAX_NUMNODES > 1
1884
1885 /*
1886  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1887  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1888  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1889  *
1890  */
1891 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1892 {
1893         int nid;
1894         /*
1895          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1896          * pagein/pageout changes since the last update.
1897          */
1898         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1899                 return;
1900         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1901                 return;
1902
1903         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1904         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1905
1906         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1907
1908                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1909                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1910         }
1911
1912         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1913         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1914 }
1915
1916 /*
1917  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1918  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1919  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1920  *
1921  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1922  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1923  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1924  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1925  *
1926  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1927  */
1928 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1929 {
1930         int node;
1931
1932         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1933         node = memcg->last_scanned_node;
1934
1935         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1936         if (node == MAX_NUMNODES)
1937                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1938         /*
1939          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1940          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1941          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1942          * we use curret node.
1943          */
1944         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1945                 node = numa_node_id();
1946
1947         memcg->last_scanned_node = node;
1948         return node;
1949 }
1950
1951 /*
1952  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1953  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1954  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1955  * enough new information. We need to do double check.
1956  */
1957 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1958 {
1959         int nid;
1960
1961         /*
1962          * quick check...making use of scan_node.
1963          * We can skip unused nodes.
1964          */
1965         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1966                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1967                      nid < MAX_NUMNODES;
1968                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1969
1970                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1971                                 return true;
1972                 }
1973         }
1974         /*
1975          * Check rest of nodes.
1976          */
1977         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
1978                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1979                         continue;
1980                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1981                         return true;
1982         }
1983         return false;
1984 }
1985
1986 #else
1987 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1988 {
1989         return 0;
1990 }
1991
1992 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1993 {
1994         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
1995 }
1996 #endif
1997
1998 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1999                                    struct zone *zone,
2000                                    gfp_t gfp_mask,
2001                                    unsigned long *total_scanned)
2002 {
2003         struct mem_cgroup *victim = NULL;
2004         int total = 0;
2005         int loop = 0;
2006         unsigned long excess;
2007         unsigned long nr_scanned;
2008         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
2009                 .zone = zone,
2010                 .priority = 0,
2011         };
2012
2013         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
2014
2015         while (1) {
2016                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
2017                 if (!victim) {
2018                         loop++;
2019                         if (loop >= 2) {
2020                                 /*
2021                                  * If we have not been able to reclaim
2022                                  * anything, it might because there are
2023                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
2024                                  */
2025                                 if (!total)
2026                                         break;
2027                                 /*
2028                                  * We want to do more targeted reclaim.
2029                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
2030                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
2031                                  * coming back to reclaim from this cgroup
2032                                  */
2033                                 if (total >= (excess >> 2) ||
2034                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
2035                                         break;
2036                         }
2037                         continue;
2038                 }
2039                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
2040                         continue;
2041                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
2042                                                      zone, &nr_scanned);
2043                 *total_scanned += nr_scanned;
2044                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
2045                         break;
2046         }
2047         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
2048         return total;
2049 }
2050
2051 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
2052 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
2053         .name = "memcg_oom_lock",
2054 };
2055 #endif
2056
2057 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
2058
2059 /*
2060  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
2061  * If someone is running, return false.
2062  */
2063 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
2064 {
2065         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
2066
2067         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2068
2069         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2070                 if (iter->oom_lock) {
2071                         /*
2072                          * this subtree of our hierarchy is already locked
2073                          * so we cannot give a lock.
2074                          */
2075                         failed = iter;
2076                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2077                         break;
2078                 } else
2079                         iter->oom_lock = true;
2080         }
2081
2082         if (failed) {
2083                 /*
2084                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
2085                  * to clean up what we set up to the failing subtree
2086                  */
2087                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2088                         if (iter == failed) {
2089                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2090                                 break;
2091                         }
2092                         iter->oom_lock = false;
2093                 }
2094         } else
2095                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
2096
2097         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2098
2099         return !failed;
2100 }
2101
2102 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
2103 {
2104         struct mem_cgroup *iter;
2105
2106         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2107         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
2108         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2109                 iter->oom_lock = false;
2110         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2111 }
2112
2113 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2114 {
2115         struct mem_cgroup *iter;
2116
2117         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2118                 atomic_inc(&iter->under_oom);
2119 }
2120
2121 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2122 {
2123         struct mem_cgroup *iter;
2124
2125         /*
2126          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
2127          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
2128          * atomic_add_unless() here.
2129          */
2130         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2131                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
2132 }
2133
2134 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
2135
2136 struct oom_wait_info {
2137         struct mem_cgroup *memcg;
2138         wait_queue_t    wait;
2139 };
2140
2141 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
2142         unsigned mode, int sync, void *arg)
2143 {
2144         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
2145         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
2146         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
2147
2148         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
2149         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
2150
2151         /*
2152          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
2153          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
2154          */
2155         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
2156                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
2157                 return 0;
2158         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
2159 }
2160
2161 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2162 {
2163         atomic_inc(&memcg->oom_wakeups);
2164         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
2165         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
2166 }
2167
2168 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
2169 {
2170         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
2171                 memcg_wakeup_oom(memcg);
2172 }
2173
2174 static void mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
2175 {
2176         if (!current->memcg_oom.may_oom)
2177                 return;
2178         /*
2179          * We are in the middle of the charge context here, so we
2180          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
2181          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
2182          *
2183          * Also, the caller may handle a failed allocation gracefully
2184          * (like optional page cache readahead) and so an OOM killer
2185          * invocation might not even be necessary.
2186          *
2187          * That's why we don't do anything here except remember the
2188          * OOM context and then deal with it at the end of the page
2189          * fault when the stack is unwound, the locks are released,
2190          * and when we know whether the fault was overall successful.
2191          */
2192         css_get(&memcg->css);
2193         current->memcg_oom.memcg = memcg;
2194         current->memcg_oom.gfp_mask = mask;
2195         current->memcg_oom.order = order;
2196 }
2197
2198 /**
2199  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
2200  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
2201  *
2202  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
2203  * handler was enabled.
2204  *
2205  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
2206  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
2207  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
2208  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
2209  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
2210  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
2211  *
2212  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
2213  * completed, %false otherwise.
2214  */
2215 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
2216 {
2217         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_oom.memcg;
2218         struct oom_wait_info owait;
2219         bool locked;
2220
2221         /* OOM is global, do not handle */
2222         if (!memcg)
2223                 return false;
2224
2225         if (!handle)
2226                 goto cleanup;
2227
2228         owait.memcg = memcg;
2229         owait.wait.flags = 0;
2230         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2231         owait.wait.private = current;
2232         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
2233
2234         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2235         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2236
2237         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
2238
2239         if (locked)
2240                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2241
2242         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
2243                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2244                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2245                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom.gfp_mask,
2246                                          current->memcg_oom.order);
2247         } else {
2248                 schedule();
2249                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2250                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2251         }
2252
2253         if (locked) {
2254                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2255                 /*
2256                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
2257                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
2258                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
2259                  */
2260                 memcg_oom_recover(memcg);
2261         }
2262 cleanup:
2263         current->memcg_oom.memcg = NULL;
2264         css_put(&memcg->css);
2265         return true;
2266 }
2267
2268 /*
2269  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
2270  * generalized to update other statistics as well.
2271  *
2272  * Notes: Race condition
2273  *
2274  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
2275  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
2276  * to do so _always_.
2277  *
2278  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
2279  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
2280  * are no race with "charge".
2281  *
2282  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
2283  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
2284  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
2285  * by flags.
2286  *
2287  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
2288  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
2289  * If there is, we take a lock.
2290  */
2291
2292 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
2293                                 bool *locked, unsigned long *flags)
2294 {
2295         struct mem_cgroup *memcg;
2296         struct page_cgroup *pc;
2297
2298         pc = lookup_page_cgroup(page);
2299 again:
2300         memcg = pc->mem_cgroup;
2301         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2302                 return;
2303         /*
2304          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
2305          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
2306          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
2307          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
2308          */
2309         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
2310                 return;
2311
2312         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2313         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2314                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2315                 goto again;
2316         }
2317         *locked = true;
2318 }
2319
2320 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
2321 {
2322         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2323
2324         /*
2325          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
2326          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
2327          * should take move_lock_mem_cgroup().
2328          */
2329         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
2330 }
2331
2332 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
2333                                  enum mem_cgroup_stat_index idx, int val)
2334 {
2335         struct mem_cgroup *memcg;
2336         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2337         unsigned long uninitialized_var(flags);
2338
2339         if (mem_cgroup_disabled())
2340                 return;
2341
2342         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
2343         memcg = pc->mem_cgroup;
2344         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2345                 return;
2346
2347         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2348 }
2349
2350 /*
2351  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2352  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2353  */
2354 #define CHARGE_BATCH    32U
2355 struct memcg_stock_pcp {
2356         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2357         unsigned int nr_pages;
2358         struct work_struct work;
2359         unsigned long flags;
2360 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2361 };
2362 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2363 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2364
2365 /**
2366  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2367  * @memcg: memcg to consume from.
2368  * @nr_pages: how many pages to charge.
2369  *
2370  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2371  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2372  * service an allocation will refill the stock.
2373  *
2374  * returns true if successful, false otherwise.
2375  */
2376 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2377 {
2378         struct memcg_stock_pcp *stock;
2379         bool ret = true;
2380
2381         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2382                 return false;
2383
2384         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2385         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages)
2386                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2387         else /* need to call res_counter_charge */
2388                 ret = false;
2389         put_cpu_var(memcg_stock);
2390         return ret;
2391 }
2392
2393 /*
2394  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2395  */
2396 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2397 {
2398         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2399
2400         if (stock->nr_pages) {
2401                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2402
2403                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2404                 if (do_swap_account)
2405                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2406                 stock->nr_pages = 0;
2407         }
2408         stock->cached = NULL;
2409 }
2410
2411 /*
2412  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2413  * a thread which is pinned to local cpu.
2414  */
2415 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2416 {
2417         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2418         drain_stock(stock);
2419         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2420 }
2421
2422 static void __init memcg_stock_init(void)
2423 {
2424         int cpu;
2425
2426         for_each_possible_cpu(cpu) {
2427                 struct memcg_stock_pcp *stock =
2428                                         &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2429                 INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
2430         }
2431 }
2432
2433 /*
2434  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2435  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2436  */
2437 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2438 {
2439         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2440
2441         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2442                 drain_stock(stock);
2443                 stock->cached = memcg;
2444         }
2445         stock->nr_pages += nr_pages;
2446         put_cpu_var(memcg_stock);
2447 }
2448
2449 /*
2450  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2451  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2452  * until the work is done.
2453  */
2454 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2455 {
2456         int cpu, curcpu;
2457
2458         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2459         get_online_cpus();
2460         curcpu = get_cpu();
2461         for_each_online_cpu(cpu) {
2462                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2463                 struct mem_cgroup *memcg;
2464
2465                 memcg = stock->cached;
2466                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2467                         continue;
2468                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2469                         continue;
2470                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2471                         if (cpu == curcpu)
2472                                 drain_local_stock(&stock->work);
2473                         else
2474                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2475                 }
2476         }
2477         put_cpu();
2478
2479         if (!sync)
2480                 goto out;
2481
2482         for_each_online_cpu(cpu) {
2483                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2484                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2485                         flush_work(&stock->work);
2486         }
2487 out:
2488         put_online_cpus();
2489 }
2490
2491 /*
2492  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2493  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2494  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2495  * it.
2496  */
2497 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2498 {
2499         /*
2500          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2501          */
2502         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2503                 return;
2504         drain_all_stock(root_memcg, false);
2505         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2506 }
2507
2508 /* This is a synchronous drain interface. */
2509 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2510 {
2511         /* called when force_empty is called */
2512         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2513         drain_all_stock(root_memcg, true);
2514         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2515 }
2516
2517 /*
2518  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2519  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2520  */
2521 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2522 {
2523         int i;
2524
2525         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2526         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2527                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2528
2529                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2530                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2531         }
2532         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2533                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2534
2535                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2536                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2537         }
2538         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2539 }
2540
2541 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2542                                         unsigned long action,
2543                                         void *hcpu)
2544 {
2545         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2546         struct memcg_stock_pcp *stock;
2547         struct mem_cgroup *iter;
2548
2549         if (action == CPU_ONLINE)
2550                 return NOTIFY_OK;
2551
2552         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2553                 return NOTIFY_OK;
2554
2555         for_each_mem_cgroup(iter)
2556                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2557
2558         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2559         drain_stock(stock);
2560         return NOTIFY_OK;
2561 }
2562
2563
2564 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2565 enum {
2566         CHARGE_OK,              /* success */
2567         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2568         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2569         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2570 };
2571
2572 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2573                                 unsigned int nr_pages, unsigned int min_pages,
2574                                 bool invoke_oom)
2575 {
2576         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2577         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2578         struct res_counter *fail_res;
2579         unsigned long flags = 0;
2580         int ret;
2581
2582         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2583
2584         if (likely(!ret)) {
2585                 if (!do_swap_account)
2586                         return CHARGE_OK;
2587                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2588                 if (likely(!ret))
2589                         return CHARGE_OK;
2590
2591                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2592                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2593                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2594         } else
2595                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2596         /*
2597          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2598          * single page instead.
2599          */
2600         if (nr_pages > min_pages)
2601                 return CHARGE_RETRY;
2602
2603         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2604                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2605
2606         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2607                 return CHARGE_NOMEM;
2608
2609         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2610         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2611                 return CHARGE_RETRY;
2612         /*
2613          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2614          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2615          * before killing the task.
2616          *
2617          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2618          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2619          * to regular pages anyway in case of failure.
2620          */
2621         if (nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) && ret)
2622                 return CHARGE_RETRY;
2623
2624         /*
2625          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2626          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2627          */
2628         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2629                 return CHARGE_RETRY;
2630
2631         if (invoke_oom)
2632                 mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize));
2633
2634         return CHARGE_NOMEM;
2635 }
2636
2637 /*
2638  * __mem_cgroup_try_charge() does
2639  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2640  * 2. update res_counter
2641  * 3. call memory reclaim if necessary.
2642  *
2643  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2644  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2645  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2646  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2647  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2648  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2649  *
2650  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2651  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2652  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2653  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2654  *
2655  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2656  * the oom-killer can be invoked.
2657  */
2658 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2659                                    gfp_t gfp_mask,
2660                                    unsigned int nr_pages,
2661                                    struct mem_cgroup **ptr,
2662                                    bool oom)
2663 {
2664         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2665         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2666         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2667         int ret;
2668
2669         /*
2670          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2671          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2672          * MEMDIE process.
2673          */
2674         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2675                      || fatal_signal_pending(current)))
2676                 goto bypass;
2677
2678         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2679                 goto bypass;
2680
2681         /*
2682          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2683          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2684          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2685          * set, if so charge the root memcg (happens for pagecache usage).
2686          */
2687         if (!*ptr && !mm)
2688                 *ptr = root_mem_cgroup;
2689 again:
2690         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2691                 memcg = *ptr;
2692                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2693                         goto done;
2694                 if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2695                         goto done;
2696                 css_get(&memcg->css);
2697         } else {
2698                 struct task_struct *p;
2699
2700                 rcu_read_lock();
2701                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2702                 /*
2703                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2704                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2705                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2706                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2707                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2708                  * small race, here.
2709                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2710                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2711                  */
2712                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2713                 if (!memcg)
2714                         memcg = root_mem_cgroup;
2715                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2716                         rcu_read_unlock();
2717                         goto done;
2718                 }
2719                 if (consume_stock(memcg, nr_pages)) {
2720                         /*
2721                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2722                          * But considering how consume_stok works, it's not
2723                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2724                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2725                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2726                          * calling consume_stock().
2727                          */
2728                         rcu_read_unlock();
2729                         goto done;
2730                 }
2731                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2732                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2733                         rcu_read_unlock();
2734                         goto again;
2735                 }
2736                 rcu_read_unlock();
2737         }
2738
2739         do {
2740                 bool invoke_oom = oom && !nr_oom_retries;
2741
2742                 /* If killed, bypass charge */
2743                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2744                         css_put(&memcg->css);
2745                         goto bypass;
2746                 }
2747
2748                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch,
2749                                            nr_pages, invoke_oom);
2750                 switch (ret) {
2751                 case CHARGE_OK:
2752                         break;
2753                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2754                         batch = nr_pages;
2755                         css_put(&memcg->css);
2756                         memcg = NULL;
2757                         goto again;
2758                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2759                         css_put(&memcg->css);
2760                         goto nomem;
2761                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2762                         if (!oom || invoke_oom) {
2763                                 css_put(&memcg->css);
2764                                 goto nomem;
2765                         }
2766                         nr_oom_retries--;
2767                         break;
2768                 }
2769         } while (ret != CHARGE_OK);
2770
2771         if (batch > nr_pages)
2772                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2773         css_put(&memcg->css);
2774 done:
2775         *ptr = memcg;
2776         return 0;
2777 nomem:
2778         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL)) {
2779                 *ptr = NULL;
2780                 return -ENOMEM;
2781         }
2782 bypass:
2783         *ptr = root_mem_cgroup;
2784         return -EINTR;
2785 }
2786
2787 /*
2788  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2789  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2790  * gotten by try_charge().
2791  */
2792 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2793                                        unsigned int nr_pages)
2794 {
2795         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2796                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2797
2798                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2799                 if (do_swap_account)
2800                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2801         }
2802 }
2803
2804 /*
2805  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2806  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2807  */
2808 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2809                                         unsigned int nr_pages)
2810 {
2811         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2812
2813         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2814                 return;
2815
2816         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2817         if (do_swap_account)
2818                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2819                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2820 }
2821
2822 /*
2823  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2824  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling css_tryget if
2825  * the mem_cgroup is used for charging. (dropping refcnt from swap can be
2826  * called against removed memcg.)
2827  */
2828 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2829 {
2830         struct cgroup_subsys_state *css;
2831
2832         /* ID 0 is unused ID */
2833         if (!id)
2834                 return NULL;
2835         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2836         if (!css)
2837                 return NULL;
2838         return mem_cgroup_from_css(css);
2839 }
2840
2841 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2842 {
2843         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2844         struct page_cgroup *pc;
2845         unsigned short id;
2846         swp_entry_t ent;
2847
2848         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2849
2850         pc = lookup_page_cgroup(page);
2851         lock_page_cgroup(pc);
2852         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2853                 memcg = pc->mem_cgroup;
2854                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2855                         memcg = NULL;
2856         } else if (PageSwapCache(page)) {
2857                 ent.val = page_private(page);
2858                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2859                 rcu_read_lock();
2860                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2861                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2862                         memcg = NULL;
2863                 rcu_read_unlock();
2864         }
2865         unlock_page_cgroup(pc);
2866         return memcg;
2867 }
2868
2869 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2870                                        struct page *page,
2871                                        unsigned int nr_pages,
2872                                        enum charge_type ctype,
2873                                        bool lrucare)
2874 {
2875         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2876         struct zone *uninitialized_var(zone);
2877         struct lruvec *lruvec;
2878         bool was_on_lru = false;
2879         bool anon;
2880
2881         lock_page_cgroup(pc);
2882         VM_BUG_ON(PageCgroupUsed(pc));
2883         /*
2884          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2885          * accessed by any other context at this point.
2886          */
2887
2888         /*
2889          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2890          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2891          */
2892         if (lrucare) {
2893                 zone = page_zone(page);
2894                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2895                 if (PageLRU(page)) {
2896                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2897                         ClearPageLRU(page);
2898                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2899                         was_on_lru = true;
2900                 }
2901         }
2902
2903         pc->mem_cgroup = memcg;
2904         /*
2905          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2906          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2907          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2908          * before USED bit, we need memory barrier here.
2909          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2910          */
2911         smp_wmb();
2912         SetPageCgroupUsed(pc);
2913
2914         if (lrucare) {
2915                 if (was_on_lru) {
2916                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2917                         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2918                         SetPageLRU(page);
2919                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2920                 }
2921                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2922         }
2923
2924         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON)
2925                 anon = true;
2926         else
2927                 anon = false;
2928
2929         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, nr_pages);
2930         unlock_page_cgroup(pc);
2931
2932         /*
2933          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2934          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2935          * if they exceeds softlimit.
2936          */
2937         memcg_check_events(memcg, page);
2938 }
2939
2940 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
2941
2942 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2943 static inline bool memcg_can_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2944 {
2945         return !mem_cgroup_disabled() && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
2946                 (memcg->kmem_account_flags & KMEM_ACCOUNTED_MASK);
2947 }
2948
2949 /*
2950  * This is a bit cumbersome, but it is rarely used and avoids a backpointer
2951  * in the memcg_cache_params struct.
2952  */
2953 static struct kmem_cache *memcg_params_to_cache(struct memcg_cache_params *p)
2954 {
2955         struct kmem_cache *cachep;
2956
2957         VM_BUG_ON(p->is_root_cache);
2958         cachep = p->root_cache;
2959         return cache_from_memcg_idx(cachep, memcg_cache_id(p->memcg));
2960 }
2961
2962 #ifdef CONFIG_SLABINFO
2963 static int mem_cgroup_slabinfo_read(struct cgroup_subsys_state *css,
2964                                     struct cftype *cft, struct seq_file *m)
2965 {
2966         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2967         struct memcg_cache_params *params;
2968
2969         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
2970                 return -EIO;
2971
2972         print_slabinfo_header(m);
2973
2974         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
2975         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list)
2976                 cache_show(memcg_params_to_cache(params), m);
2977         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
2978
2979         return 0;
2980 }
2981 #endif
2982
2983 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp, u64 size)
2984 {
2985         struct res_counter *fail_res;
2986         struct mem_cgroup *_memcg;
2987         int ret = 0;
2988
2989         ret = res_counter_charge(&memcg->kmem, size, &fail_res);
2990         if (ret)
2991                 return ret;
2992
2993         _memcg = memcg;
2994         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp, size >> PAGE_SHIFT,
2995                                       &_memcg, oom_gfp_allowed(gfp));
2996
2997         if (ret == -EINTR)  {
2998                 /*
2999                  * __mem_cgroup_try_charge() chosed to bypass to root due to
3000                  * OOM kill or fatal signal.  Since our only options are to
3001                  * either fail the allocation or charge it to this cgroup, do
3002                  * it as a temporary condition. But we can't fail. From a
3003                  * kmem/slab perspective, the cache has already been selected,
3004                  * by mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
3005                  * our minds.
3006                  *
3007                  * This condition will only trigger if the task entered
3008                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed during
3009                  * __mem_cgroup_try_charge() above. Tasks that were already
3010                  * dying when the allocation triggers should have been already
3011                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
3012                  */
3013                 res_counter_charge_nofail(&memcg->res, size, &fail_res);
3014                 if (do_swap_account)
3015                         res_counter_charge_nofail(&memcg->memsw, size,
3016                                                   &fail_res);
3017                 ret = 0;
3018         } else if (ret)
3019                 res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size);
3020
3021         return ret;
3022 }
3023
3024 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, u64 size)
3025 {
3026         res_counter_uncharge(&memcg->res, size);
3027         if (do_swap_account)
3028                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, size);
3029
3030         /* Not down to 0 */
3031         if (res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size))
3032                 return;
3033
3034         /*
3035          * Releases a reference taken in kmem_cgroup_css_offline in case
3036          * this last uncharge is racing with the offlining code or it is
3037          * outliving the memcg existence.
3038          *
3039          * The memory barrier imposed by test&clear is paired with the
3040          * explicit one in memcg_kmem_mark_dead().
3041          */
3042         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
3043                 css_put(&memcg->css);
3044 }
3045
3046 void memcg_cache_list_add(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *cachep)
3047 {
3048         if (!memcg)
3049                 return;
3050
3051         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3052         list_add(&cachep->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
3053         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3054 }
3055
3056 /*
3057  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
3058  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
3059  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
3060  */
3061 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
3062 {
3063         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
3064 }
3065
3066 /*
3067  * This ends up being protected by the set_limit mutex, during normal
3068  * operation, because that is its main call site.
3069  *
3070  * But when we create a new cache, we can call this as well if its parent
3071  * is kmem-limited. That will have to hold set_limit_mutex as well.
3072  */
3073 int memcg_update_cache_sizes(struct mem_cgroup *memcg)
3074 {
3075         int num, ret;
3076
3077         num = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
3078                                 0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
3079         if (num < 0)
3080                 return num;
3081         /*
3082          * After this point, kmem_accounted (that we test atomically in
3083          * the beginning of this conditional), is no longer 0. This
3084          * guarantees only one process will set the following boolean
3085          * to true. We don't need test_and_set because we're protected
3086          * by the set_limit_mutex anyway.
3087          */
3088         memcg_kmem_set_activated(memcg);
3089
3090         ret = memcg_update_all_caches(num+1);
3091         if (ret) {
3092                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, num);
3093                 memcg_kmem_clear_activated(memcg);
3094                 return ret;
3095         }
3096
3097         memcg->kmemcg_id = num;
3098         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
3099         mutex_init(&memcg->slab_caches_mutex);
3100         return 0;
3101 }
3102
3103 static size_t memcg_caches_array_size(int num_groups)
3104 {
3105         ssize_t size;
3106         if (num_groups <= 0)
3107                 return 0;
3108
3109         size = 2 * num_groups;
3110         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
3111                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
3112         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
3113                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
3114
3115         return size;
3116 }
3117
3118 /*
3119  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
3120  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
3121  * calling this.
3122  */
3123 void memcg_update_array_size(int num)
3124 {
3125         if (num > memcg_limited_groups_array_size)
3126                 memcg_limited_groups_array_size = memcg_caches_array_size(num);
3127 }
3128
3129 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w);
3130
3131 int memcg_update_cache_size(struct kmem_cache *s, int num_groups)
3132 {
3133         struct memcg_cache_params *cur_params = s->memcg_params;
3134
3135         VM_BUG_ON(!is_root_cache(s));
3136
3137         if (num_groups > memcg_limited_groups_array_size) {
3138                 int i;
3139                 ssize_t size = memcg_caches_array_size(num_groups);
3140
3141                 size *= sizeof(void *);
3142                 size += offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
3143
3144                 s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3145                 if (!s->memcg_params) {
3146                         s->memcg_params = cur_params;
3147                         return -ENOMEM;
3148                 }
3149
3150                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3151
3152                 /*
3153                  * There is the chance it will be bigger than
3154                  * memcg_limited_groups_array_size, if we failed an allocation
3155                  * in a cache, in which case all caches updated before it, will
3156                  * have a bigger array.
3157                  *
3158                  * But if that is the case, the data after
3159                  * memcg_limited_groups_array_size is certainly unused
3160                  */
3161                 for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3162                         if (!cur_params->memcg_caches[i])
3163                                 continue;
3164                         s->memcg_params->memcg_caches[i] =
3165                                                 cur_params->memcg_caches[i];
3166                 }
3167
3168                 /*
3169                  * Ideally, we would wait until all caches succeed, and only
3170                  * then free the old one. But this is not worth the extra
3171                  * pointer per-cache we'd have to have for this.
3172                  *
3173                  * It is not a big deal if some caches are left with a size
3174                  * bigger than the others. And all updates will reset this
3175                  * anyway.
3176                  */
3177                 kfree(cur_params);
3178         }
3179         return 0;
3180 }
3181
3182 int memcg_register_cache(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s,
3183                          struct kmem_cache *root_cache)
3184 {
3185         size_t size;
3186
3187         if (!memcg_kmem_enabled())
3188                 return 0;
3189
3190         if (!memcg) {
3191                 size = offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
3192                 size += memcg_limited_groups_array_size * sizeof(void *);
3193         } else
3194                 size = sizeof(struct memcg_cache_params);
3195
3196         s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3197         if (!s->memcg_params)
3198                 return -ENOMEM;
3199
3200         if (memcg) {
3201                 s->memcg_params->memcg = memcg;
3202                 s->memcg_params->root_cache = root_cache;
3203                 INIT_WORK(&s->memcg_params->destroy,
3204                                 kmem_cache_destroy_work_func);
3205         } else
3206                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3207
3208         return 0;
3209 }
3210
3211 void memcg_release_cache(struct kmem_cache *s)
3212 {
3213         struct kmem_cache *root;
3214         struct mem_cgroup *memcg;
3215         int id;
3216
3217         /*
3218          * This happens, for instance, when a root cache goes away before we
3219          * add any memcg.
3220          */
3221         if (!s->memcg_params)
3222                 return;
3223
3224         if (s->memcg_params->is_root_cache)
3225                 goto out;
3226
3227         memcg = s->memcg_params->memcg;
3228         id  = memcg_cache_id(memcg);
3229
3230         root = s->memcg_params->root_cache;
3231         root->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
3232
3233         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3234         list_del(&s->memcg_params->list);
3235         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3236
3237         css_put(&memcg->css);
3238 out:
3239         kfree(s->memcg_params);
3240 }
3241
3242 /*
3243  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
3244  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
3245  * enqueing new caches to be created.
3246  *
3247  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
3248  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
3249  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
3250  * objects during debug.
3251  *
3252  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
3253  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
3254  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
3255  * cache again, failing at the same point.
3256  *
3257  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
3258  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
3259  * inside the following two functions.
3260  */
3261 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
3262 {
3263         VM_BUG_ON(!current->mm);
3264         current->memcg_kmem_skip_account++;
3265 }
3266
3267 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
3268 {
3269         VM_BUG_ON(!current->mm);
3270         current->memcg_kmem_skip_account--;
3271 }
3272
3273 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w)
3274 {
3275         struct kmem_cache *cachep;
3276         struct memcg_cache_params *p;
3277
3278         p = container_of(w, struct memcg_cache_params, destroy);
3279
3280         cachep = memcg_params_to_cache(p);
3281
3282         /*
3283          * If we get down to 0 after shrink, we could delete right away.
3284          * However, memcg_release_pages() already puts us back in the workqueue
3285          * in that case. If we proceed deleting, we'll get a dangling
3286          * reference, and removing the object from the workqueue in that case
3287          * is unnecessary complication. We are not a fast path.
3288          *
3289          * Note that this case is fundamentally different from racing with
3290          * shrink_slab(): if memcg_cgroup_destroy_cache() is called in
3291          * kmem_cache_shrink, not only we would be reinserting a dead cache
3292          * into the queue, but doing so from inside the worker racing to
3293          * destroy it.
3294          *
3295          * So if we aren't down to zero, we'll just schedule a worker and try
3296          * again
3297          */
3298         if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) != 0) {
3299                 kmem_cache_shrink(cachep);
3300                 if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) == 0)
3301                         return;
3302         } else
3303                 kmem_cache_destroy(cachep);
3304 }
3305
3306 void mem_cgroup_destroy_cache(struct kmem_cache *cachep)
3307 {
3308         if (!cachep->memcg_params->dead)
3309                 return;
3310
3311         /*
3312          * There are many ways in which we can get here.
3313          *
3314          * We can get to a memory-pressure situation while the delayed work is
3315          * still pending to run. The vmscan shrinkers can then release all
3316          * cache memory and get us to destruction. If this is the case, we'll
3317          * be executed twice, which is a bug (the second time will execute over
3318          * bogus data). In this case, cancelling the work should be fine.
3319          *
3320          * But we can also get here from the worker itself, if
3321          * kmem_cache_shrink is enough to shake all the remaining objects and
3322          * get the page count to 0. In this case, we'll deadlock if we try to
3323          * cancel the work (the worker runs with an internal lock held, which
3324          * is the same lock we would hold for cancel_work_sync().)
3325          *
3326          * Since we can't possibly know who got us here, just refrain from
3327          * running if there is already work pending
3328          */
3329         if (work_pending(&cachep->memcg_params->destroy))
3330                 return;
3331         /*
3332          * We have to defer the actual destroying to a workqueue, because
3333          * we might currently be in a context that cannot sleep.
3334          */
3335         schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3336 }
3337
3338 /*
3339  * This lock protects updaters, not readers. We want readers to be as fast as
3340  * they can, and they will either see NULL or a valid cache value. Our model
3341  * allow them to see NULL, in which case the root memcg will be selected.
3342  *
3343  * We need this lock because multiple allocations to the same cache from a non
3344  * will span more than one worker. Only one of them can create the cache.
3345  */
3346 static DEFINE_MUTEX(memcg_cache_mutex);
3347
3348 /*
3349  * Called with memcg_cache_mutex held
3350  */
3351 static struct kmem_cache *kmem_cache_dup(struct mem_cgroup *memcg,
3352                                          struct kmem_cache *s)
3353 {
3354         struct kmem_cache *new;
3355         static char *tmp_name = NULL;
3356
3357         lockdep_assert_held(&memcg_cache_mutex);
3358
3359         /*
3360          * kmem_cache_create_memcg duplicates the given name and
3361          * cgroup_name for this name requires RCU context.
3362          * This static temporary buffer is used to prevent from
3363          * pointless shortliving allocation.
3364          */
3365         if (!tmp_name) {
3366                 tmp_name = kmalloc(PATH_MAX, GFP_KERNEL);
3367                 if (!tmp_name)
3368                         return NULL;
3369         }
3370
3371         rcu_read_lock();
3372         snprintf(tmp_name, PATH_MAX, "%s(%d:%s)", s->name,
3373                          memcg_cache_id(memcg), cgroup_name(memcg->css.cgroup));
3374         rcu_read_unlock();
3375
3376         new = kmem_cache_create_memcg(memcg, tmp_name, s->object_size, s->align,
3377                                       (s->flags & ~SLAB_PANIC), s->ctor, s);
3378
3379         if (new)
3380                 new->allocflags |= __GFP_KMEMCG;
3381
3382         return new;
3383 }
3384
3385 static struct kmem_cache *memcg_create_kmem_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3386                                                   struct kmem_cache *cachep)
3387 {
3388         struct kmem_cache *new_cachep;
3389         int idx;
3390
3391         BUG_ON(!memcg_can_account_kmem(memcg));
3392
3393         idx = memcg_cache_id(memcg);
3394
3395         mutex_lock(&memcg_cache_mutex);
3396         new_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, idx);
3397         if (new_cachep) {
3398                 css_put(&memcg->css);
3399                 goto out;
3400         }
3401
3402         new_cachep = kmem_cache_dup(memcg, cachep);
3403         if (new_cachep == NULL) {
3404                 new_cachep = cachep;
3405                 css_put(&memcg->css);
3406                 goto out;
3407         }
3408
3409         atomic_set(&new_cachep->memcg_params->nr_pages , 0);
3410
3411         cachep->memcg_params->memcg_caches[idx] = new_cachep;
3412         /*
3413          * the readers won't lock, make sure everybody sees the updated value,
3414          * so they won't put stuff in the queue again for no reason
3415          */
3416         wmb();
3417 out:
3418         mutex_unlock(&memcg_cache_mutex);
3419         return new_cachep;
3420 }
3421
3422 void kmem_cache_destroy_memcg_children(struct kmem_cache *s)
3423 {
3424         struct kmem_cache *c;
3425         int i;
3426
3427         if (!s->memcg_params)
3428                 return;
3429         if (!s->memcg_params->is_root_cache)
3430                 return;
3431
3432         /*
3433          * If the cache is being destroyed, we trust that there is no one else
3434          * requesting objects from it. Even if there are, the sanity checks in
3435          * kmem_cache_destroy should caught this ill-case.
3436          *
3437          * Still, we don't want anyone else freeing memcg_caches under our
3438          * noses, which can happen if a new memcg comes to life. As usual,
3439          * we'll take the set_limit_mutex to protect ourselves against this.
3440          */
3441         mutex_lock(&set_limit_mutex);
3442         for_each_memcg_cache_index(i) {
3443                 c = cache_from_memcg_idx(s, i);
3444                 if (!c)
3445                         continue;
3446
3447                 /*
3448                  * We will now manually delete the caches, so to avoid races
3449                  * we need to cancel all pending destruction workers and
3450                  * proceed with destruction ourselves.
3451                  *
3452                  * kmem_cache_destroy() will call kmem_cache_shrink internally,
3453                  * and that could spawn the workers again: it is likely that
3454                  * the cache still have active pages until this very moment.
3455                  * This would lead us back to mem_cgroup_destroy_cache.
3456                  *
3457                  * But that will not execute at all if the "dead" flag is not
3458                  * set, so flip it down to guarantee we are in control.
3459                  */
3460                 c->memcg_params->dead = false;
3461                 cancel_work_sync(&c->memcg_params->destroy);
3462                 kmem_cache_destroy(c);
3463         }
3464         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3465 }
3466
3467 struct create_work {
3468         struct mem_cgroup *memcg;
3469         struct kmem_cache *cachep;
3470         struct work_struct work;
3471 };
3472
3473 static void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3474 {
3475         struct kmem_cache *cachep;
3476         struct memcg_cache_params *params;
3477
3478         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3479                 return;
3480
3481         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3482         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list) {
3483                 cachep = memcg_params_to_cache(params);
3484                 cachep->memcg_params->dead = true;
3485                 schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3486         }
3487         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3488 }
3489
3490 static void memcg_create_cache_work_func(struct work_struct *w)
3491 {
3492         struct create_work *cw;
3493
3494         cw = container_of(w, struct create_work, work);
3495         memcg_create_kmem_cache(cw->memcg, cw->cachep);
3496         kfree(cw);
3497 }
3498
3499 /*
3500  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
3501  */
3502 static void __memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3503                                          struct kmem_cache *cachep)
3504 {
3505         struct create_work *cw;
3506
3507         cw = kmalloc(sizeof(struct create_work), GFP_NOWAIT);
3508         if (cw == NULL) {
3509                 css_put(&memcg->css);
3510                 return;
3511         }
3512
3513         cw->memcg = memcg;
3514         cw->cachep = cachep;
3515
3516         INIT_WORK(&cw->work, memcg_create_cache_work_func);
3517         schedule_work(&cw->work);
3518 }
3519
3520 static void memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3521                                        struct kmem_cache *cachep)
3522 {
3523         /*
3524          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
3525          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
3526          * in __memcg_create_cache_enqueue will recurse.
3527          *
3528          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
3529          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
3530          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
3531          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
3532          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
3533          */
3534         memcg_stop_kmem_account();
3535         __memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3536         memcg_resume_kmem_account();
3537 }
3538 /*
3539  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
3540  * We try to use the current memcg's version of the cache.
3541  *
3542  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
3543  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
3544  * in a workqueue.
3545  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
3546  * the original cache.
3547  *
3548  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
3549  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
3550  */
3551 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
3552                                           gfp_t gfp)
3553 {
3554         struct mem_cgroup *memcg;
3555         int idx;
3556
3557         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
3558         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
3559
3560         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3561                 return cachep;
3562
3563         rcu_read_lock();
3564         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
3565
3566         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
3567                 goto out;
3568
3569         idx = memcg_cache_id(memcg);
3570
3571         /*
3572          * barrier to mare sure we're always seeing the up to date value.  The
3573          * code updating memcg_caches will issue a write barrier to match this.
3574          */
3575         read_barrier_depends();
3576         if (likely(cache_from_memcg_idx(cachep, idx))) {
3577                 cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, idx);
3578                 goto out;
3579         }
3580
3581         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
3582         if (!css_tryget(&memcg->css))
3583                 goto out;
3584         rcu_read_unlock();
3585
3586         /*
3587          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
3588          * context), we could be be predictable and return right away.
3589          * This would guarantee that the allocation being performed
3590          * already belongs in the new cache.
3591          *
3592          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
3593          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
3594          * kmem_cache_dup, this means no further allocation could happen
3595          * with the slab_mutex held.
3596          *
3597          * Also, because cache creation issue get_online_cpus(), this
3598          * creates a lock chain: memcg_slab_mutex -> cpu_hotplug_mutex,
3599          * that ends up reversed during cpu hotplug. (cpuset allocates
3600          * a bunch of GFP_KERNEL memory during cpuup). Due to all that,
3601          * better to defer everything.
3602          */
3603         memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3604         return cachep;
3605 out:
3606         rcu_read_unlock();
3607         return cachep;
3608 }
3609 EXPORT_SYMBOL(__memcg_kmem_get_cache);
3610
3611 /*
3612  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
3613  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
3614  * need a further commit step to do the final arrangements.
3615  *
3616  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
3617  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
3618  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
3619  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
3620  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
3621  * the compiled-out case as well.
3622  *
3623  * Returning true means the allocation is possible.
3624  */
3625 bool
3626 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
3627 {
3628         struct mem_cgroup *memcg;
3629         int ret;
3630
3631         *_memcg = NULL;
3632
3633         /*
3634          * Disabling accounting is only relevant for some specific memcg
3635          * internal allocations. Therefore we would initially not have such
3636          * check here, since direct calls to the page allocator that are marked
3637          * with GFP_KMEMCG only happen outside memcg core. We are mostly
3638          * concerned with cache allocations, and by having this test at
3639          * memcg_kmem_get_cache, we are already able to relay the allocation to
3640          * the root cache and bypass the memcg cache altogether.
3641          *
3642          * There is one exception, though: the SLUB allocator does not create
3643          * large order caches, but rather service large kmallocs directly from
3644          * the page allocator. Therefore, the following sequence when backed by
3645          * the SLUB allocator:
3646          *
3647          *      memcg_stop_kmem_account();
3648          *      kmalloc(<large_number>)
3649          *      memcg_resume_kmem_account();
3650          *
3651          * would effectively ignore the fact that we should skip accounting,
3652          * since it will drive us directly to this function without passing
3653          * through the cache selector memcg_kmem_get_cache. Such large
3654          * allocations are extremely rare but can happen, for instance, for the
3655          * cache arrays. We bring this test here.
3656          */
3657         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3658                 return true;
3659
3660         memcg = try_get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
3661
3662         /*
3663          * very rare case described in mem_cgroup_from_task. Unfortunately there
3664          * isn't much we can do without complicating this too much, and it would
3665          * be gfp-dependent anyway. Just let it go
3666          */
3667         if (unlikely(!memcg))
3668                 return true;
3669
3670         if (!memcg_can_account_kmem(memcg)) {
3671                 css_put(&memcg->css);
3672                 return true;
3673         }
3674
3675         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, PAGE_SIZE << order);
3676         if (!ret)
3677                 *_memcg = memcg;
3678
3679         css_put(&memcg->css);
3680         return (ret == 0);
3681 }
3682
3683 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3684                               int order)
3685 {
3686         struct page_cgroup *pc;
3687
3688         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3689
3690         /* The page allocation failed. Revert */
3691         if (!page) {
3692                 memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3693                 return;
3694         }
3695
3696         pc = lookup_page_cgroup(page);
3697         lock_page_cgroup(pc);
3698         pc->mem_cgroup = memcg;
3699         SetPageCgroupUsed(pc);
3700         unlock_page_cgroup(pc);
3701 }
3702
3703 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
3704 {
3705         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3706         struct page_cgroup *pc;
3707
3708
3709         pc = lookup_page_cgroup(page);
3710         /*
3711          * Fast unlocked return. Theoretically might have changed, have to
3712          * check again after locking.
3713          */
3714         if (!PageCgroupUsed(pc))
3715                 return;
3716
3717         lock_page_cgroup(pc);
3718         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3719                 memcg = pc->mem_cgroup;
3720                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3721         }
3722         unlock_page_cgroup(pc);
3723
3724         /*
3725          * We trust that only if there is a memcg associated with the page, it
3726          * is a valid allocation
3727          */
3728         if (!memcg)
3729                 return;
3730
3731         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3732         memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3733 }
3734 #else
3735 static inline void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3736 {
3737 }
3738 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3739
3740 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3741
3742 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
3743 /*
3744  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3745  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
3746  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
3747  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
3748  */
3749 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3750 {
3751         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
3752         struct page_cgroup *pc;
3753         struct mem_cgroup *memcg;
3754         int i;
3755
3756         if (mem_cgroup_disabled())
3757                 return;
3758
3759         memcg = head_pc->mem_cgroup;
3760         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3761                 pc = head_pc + i;
3762                 pc->mem_cgroup = memcg;
3763                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
3764                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
3765         }
3766         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
3767                        HPAGE_PMD_NR);
3768 }
3769 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3770
3771 static inline
3772 void mem_cgroup_move_account_page_stat(struct mem_cgroup *from,
3773                                         struct mem_cgroup *to,
3774                                         unsigned int nr_pages,
3775                                         enum mem_cgroup_stat_index idx)
3776 {
3777         /* Update stat data for mem_cgroup */
3778         preempt_disable();
3779         __this_cpu_sub(from->stat->count[idx], nr_pages);
3780         __this_cpu_add(to->stat->count[idx], nr_pages);
3781         preempt_enable();
3782 }
3783
3784 /**
3785  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3786  * @page: the page
3787  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3788  * @pc: page_cgroup of the page.
3789  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3790  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3791  *
3792  * The caller must confirm following.
3793  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3794  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3795  *
3796  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3797  * from old cgroup.
3798  */
3799 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3800                                    unsigned int nr_pages,
3801                                    struct page_cgroup *pc,
3802                                    struct mem_cgroup *from,
3803                                    struct mem_cgroup *to)
3804 {
3805         unsigned long flags;
3806         int ret;
3807         bool anon = PageAnon(page);
3808
3809         VM_BUG_ON(from == to);
3810         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
3811         /*
3812          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3813          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3814          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3815          * hold it.
3816          */
3817         ret = -EBUSY;
3818         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3819                 goto out;
3820
3821         lock_page_cgroup(pc);
3822
3823         ret = -EINVAL;
3824         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
3825                 goto unlock;
3826
3827         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
3828
3829         if (!anon && page_mapped(page))
3830                 mem_cgroup_move_account_page_stat(from, to, nr_pages,
3831                         MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED);
3832
3833         if (PageWriteback(page))
3834                 mem_cgroup_move_account_page_stat(from, to, nr_pages,
3835                         MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK);
3836
3837         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, anon, -nr_pages);
3838
3839         /* caller should have done css_get */
3840         pc->mem_cgroup = to;
3841         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, anon, nr_pages);
3842         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
3843         ret = 0;
3844 unlock:
3845         unlock_page_cgroup(pc);
3846         /*
3847          * check events
3848          */
3849         memcg_check_events(to, page);
3850         memcg_check_events(from, page);
3851 out:
3852         return ret;
3853 }
3854
3855 /**
3856  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
3857  * @page: the page to move
3858  * @pc: page_cgroup of the page
3859  * @child: page's cgroup
3860  *
3861  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
3862  * parent (aka use_hierarchy==0).
3863  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
3864  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
3865  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
3866  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
3867  * on the next attempt and the call should be retried later.
3868  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
3869  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
3870  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
3871  * LRU or vanish.
3872  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
3873  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
3874  * disappear in the next attempt.
3875  */
3876 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
3877                                   struct page_cgroup *pc,
3878                                   struct mem_cgroup *child)
3879 {
3880         struct mem_cgroup *parent;
3881         unsigned int nr_pages;
3882         unsigned long uninitialized_var(flags);
3883         int ret;
3884
3885         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
3886
3887         ret = -EBUSY;
3888         if (!get_page_unless_zero(page))
3889                 goto out;
3890         if (isolate_lru_page(page))
3891                 goto put;
3892
3893         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
3894
3895         parent = parent_mem_cgroup(child);
3896         /*
3897          * If no parent, move charges to root cgroup.
3898          */
3899         if (!parent)
3900                 parent = root_mem_cgroup;
3901
3902         if (nr_pages > 1) {
3903                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3904                 flags = compound_lock_irqsave(page);
3905         }
3906
3907         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
3908                                 pc, child, parent);
3909         if (!ret)
3910                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
3911
3912         if (nr_pages > 1)
3913                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
3914         putback_lru_page(page);
3915 put:
3916         put_page(page);
3917 out:
3918         return ret;
3919 }
3920
3921 /*
3922  * Charge the memory controller for page usage.
3923  * Return
3924  * 0 if the charge was successful
3925  * < 0 if the cgroup is over its limit
3926  */
3927 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3928                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
3929 {
3930         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3931         unsigned int nr_pages = 1;
3932         bool oom = true;
3933         int ret;
3934
3935         if (PageTransHuge(page)) {
3936                 nr_pages <<= compound_order(page);
3937                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3938                 /*
3939                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
3940                  * fault handler will fall back to regular pages.
3941                  */
3942                 oom = false;
3943         }
3944
3945         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
3946         if (ret == -ENOMEM)
3947                 return ret;
3948         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, ctype, false);
3949         return 0;
3950 }
3951
3952 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
3953                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
3954 {
3955         if (mem_cgroup_disabled())
3956                 return 0;
3957         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3958         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3959         VM_BUG_ON(!mm);
3960         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
3961                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3962 }
3963
3964 /*
3965  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
3966  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
3967  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
3968  * "commit()" or removed by "cancel()"
3969  */
3970 static int __mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
3971                                           struct page *page,
3972                                           gfp_t mask,
3973                                           struct mem_cgroup **memcgp)
3974 {
3975         struct mem_cgroup *memcg;
3976         struct page_cgroup *pc;
3977         int ret;
3978
3979         pc = lookup_page_cgroup(page);
3980         /*
3981          * Every swap fault against a single page tries to charge the
3982          * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
3983          * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
3984          * the page lock, which serializes swap cache removal, which
3985          * in turn serializes uncharging.
3986          */
3987         if (PageCgroupUsed(pc))
3988                 return 0;
3989         if (!do_swap_account)
3990                 goto charge_cur_mm;
3991         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
3992         if (!memcg)
3993                 goto charge_cur_mm;
3994         *memcgp = memcg;
3995         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
3996         css_put(&memcg->css);
3997         if (ret == -EINTR)
3998                 ret = 0;
3999         return ret;
4000 charge_cur_mm:
4001         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
4002         if (ret == -EINTR)
4003                 ret = 0;
4004         return ret;
4005 }
4006
4007 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm, struct page *page,
4008                                  gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
4009 {
4010         *memcgp = NULL;
4011         if (mem_cgroup_disabled())
4012                 return 0;
4013         /*
4014          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already
4015          * updated the pte, and even removed page from swap cache: in
4016          * those cases unuse_pte()'s pte_same() test will fail; but
4017          * there's also a KSM case which does need to charge the page.
4018          */
4019         if (!PageSwapCache(page)) {
4020                 int ret;
4021
4022                 ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, 1, memcgp, true);
4023                 if (ret == -EINTR)
4024                         ret = 0;
4025                 return ret;
4026         }
4027         return __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, memcgp);
4028 }
4029
4030 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
4031 {
4032         if (mem_cgroup_disabled())
4033                 return;
4034         if (!memcg)
4035                 return;
4036         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
4037 }
4038
4039 static void
4040 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
4041                                         enum charge_type ctype)
4042 {
4043         if (mem_cgroup_disabled())
4044                 return;
4045         if (!memcg)
4046                 return;
4047
4048         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
4049         /*
4050          * Now swap is on-memory. This means this page may be
4051          * counted both as mem and swap....double count.
4052          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
4053          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
4054          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
4055          */
4056         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
4057                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
4058                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
4059         }
4060 }
4061
4062 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
4063                                      struct mem_cgroup *memcg)
4064 {
4065         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
4066                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
4067 }
4068
4069 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
4070                                 gfp_t gfp_mask)
4071 {
4072         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4073         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4074         int ret;
4075
4076         if (mem_cgroup_disabled())
4077                 return 0;
4078         if (PageCompound(page))
4079                 return 0;
4080
4081         if (!PageSwapCache(page))
4082                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
4083         else { /* page is swapcache/shmem */
4084                 ret = __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page,
4085                                                      gfp_mask, &memcg);
4086                 if (!ret)
4087                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
4088         }
4089         return ret;
4090 }
4091
4092 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
4093                                    unsigned int nr_pages,
4094                                    const enum charge_type ctype)
4095 {
4096         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
4097         bool uncharge_memsw = true;
4098
4099         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
4100         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
4101                 uncharge_memsw = false;
4102
4103         batch = &current->memcg_batch;
4104         /*
4105          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
4106          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
4107          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
4108          */
4109         if (!batch->memcg)
4110                 batch->memcg = memcg;
4111         /*
4112          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
4113          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
4114          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
4115          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
4116          * because we want to do uncharge as soon as possible.
4117          */
4118
4119         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
4120                 goto direct_uncharge;
4121
4122         if (nr_pages > 1)
4123                 goto direct_uncharge;
4124
4125         /*
4126          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
4127          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
4128          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
4129          */
4130         if (batch->memcg != memcg)
4131                 goto direct_uncharge;
4132         /* remember freed charge and uncharge it later */
4133         batch->nr_pages++;
4134         if (uncharge_memsw)
4135                 batch->memsw_nr_pages++;
4136         return;
4137 direct_uncharge:
4138         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
4139         if (uncharge_memsw)
4140                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
4141         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
4142                 memcg_oom_recover(memcg);
4143 }
4144
4145 /*
4146  * uncharge if !page_mapped(page)
4147  */
4148 static struct mem_cgroup *
4149 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype,
4150                              bool end_migration)
4151 {
4152         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4153         unsigned int nr_pages = 1;
4154         struct page_cgroup *pc;
4155         bool anon;
4156
4157         if (mem_cgroup_disabled())
4158                 return NULL;
4159
4160         if (PageTransHuge(page)) {
4161                 nr_pages <<= compound_order(page);
4162                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
4163         }
4164         /*
4165          * Check if our page_cgroup is valid
4166          */
4167         pc = lookup_page_cgroup(page);
4168         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
4169                 return NULL;
4170
4171         lock_page_cgroup(pc);
4172
4173         memcg = pc->mem_cgroup;
4174
4175         if (!PageCgroupUsed(pc))
4176                 goto unlock_out;
4177
4178         anon = PageAnon(page);
4179
4180         switch (ctype) {
4181         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON:
4182                 /*
4183                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
4184                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
4185                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
4186                  */
4187                 anon = true;
4188                 /* fallthrough */
4189         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
4190                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
4191                 if (page_mapped(page))
4192                         goto unlock_out;
4193                 /*
4194                  * Pages under migration may not be uncharged.  But
4195                  * end_migration() /must/ be the one uncharging the
4196                  * unused post-migration page and so it has to call
4197                  * here with the migration bit still set.  See the
4198                  * res_counter handling below.
4199                  */
4200                 if (!end_migration && PageCgroupMigration(pc))
4201                         goto unlock_out;
4202                 break;
4203         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
4204                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
4205                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
4206                                 goto unlock_out;
4207                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
4208                                 goto unlock_out;
4209                 break;
4210         default:
4211                 break;
4212         }
4213
4214         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, anon, -nr_pages);
4215
4216         ClearPageCgroupUsed(pc);
4217         /*
4218          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
4219          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
4220          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
4221          * special functions.
4222          */
4223
4224         unlock_page_cgroup(pc);
4225         /*
4226          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
4227          * will never be freed, so it's safe to call css_get().
4228          */
4229         memcg_check_events(memcg, page);
4230         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
4231                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
4232                 css_get(&memcg->css);
4233         }
4234         /*
4235          * Migration does not charge the res_counter for the
4236          * replacement page, so leave it alone when phasing out the
4237          * page that is unused after the migration.
4238          */
4239         if (!end_migration && !mem_cgroup_is_root(memcg))
4240                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
4241
4242         return memcg;
4243
4244 unlock_out:
4245         unlock_page_cgroup(pc);
4246         return NULL;
4247 }
4248
4249 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
4250 {
4251         /* early check. */
4252         if (page_mapped(page))
4253                 return;
4254         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
4255         /*
4256          * If the page is in swap cache, uncharge should be deferred
4257          * to the swap path, which also properly accounts swap usage
4258          * and handles memcg lifetime.
4259          *
4260          * Note that this check is not stable and reclaim may add the
4261          * page to swap cache at any time after this.  However, if the
4262          * page is not in swap cache by the time page->mapcount hits
4263          * 0, there won't be any page table references to the swap
4264          * slot, and reclaim will free it and not actually write the
4265          * page to disk.
4266          */
4267         if (PageSwapCache(page))
4268                 return;
4269         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
4270 }
4271
4272 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
4273 {
4274         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
4275         VM_BUG_ON(page->mapping);
4276         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE, false);
4277 }
4278
4279 /*
4280  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
4281  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
4282  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
4283  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
4284  * This may be called prural(2) times in a context,
4285  */
4286
4287 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
4288 {
4289         current->memcg_batch.do_batch++;
4290         /* We can do nest. */
4291         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
4292                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
4293                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
4294                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
4295         }
4296 }
4297
4298 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
4299 {
4300         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
4301
4302         if (!batch->do_batch)
4303                 return;
4304
4305         batch->do_batch--;
4306         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
4307                 return;
4308
4309         if (!batch->memcg)
4310                 return;
4311         /*
4312          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
4313          * bacause we hide charges behind us.
4314          */
4315         if (batch->nr_pages)
4316                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
4317                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
4318         if (batch->memsw_nr_pages)
4319                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
4320                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
4321         memcg_oom_recover(batch->memcg);
4322         /* forget this pointer (for sanity check) */
4323         batch->memcg = NULL;
4324 }
4325
4326 #ifdef CONFIG_SWAP
4327 /*
4328  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
4329  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
4330  */
4331 void
4332 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
4333 {
4334         struct mem_cgroup *memcg;
4335         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
4336
4337         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
4338                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
4339
4340         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype, false);
4341
4342         /*
4343          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
4344          * css_get() was called in uncharge().
4345          */
4346         if (do_swap_account && swapout && memcg)
4347                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
4348 }
4349 #endif
4350
4351 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4352 /*
4353  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
4354  * uncharge "memsw" account.
4355  */
4356 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
4357 {
4358         struct mem_cgroup *memcg;
4359         unsigned short id;
4360
4361         if (!do_swap_account)
4362                 return;
4363
4364         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
4365         rcu_read_lock();
4366         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
4367         if (memcg) {
4368                 /*
4369                  * We uncharge this because swap is freed.
4370                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
4371                  */
4372                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4373                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
4374                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
4375                 css_put(&memcg->css);
4376         }
4377         rcu_read_unlock();
4378 }
4379
4380 /**
4381  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
4382  * @entry: swap entry to be moved
4383  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
4384  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
4385  *
4386  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
4387  * as the mem_cgroup's id of @from.
4388  *
4389  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
4390  *
4391  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
4392  * both res and memsw, and called css_get().
4393  */
4394 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4395                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4396 {
4397         unsigned short old_id, new_id;
4398
4399         old_id = css_id(&from->css);
4400         new_id = css_id(&to->css);
4401
4402         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
4403                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
4404                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
4405                 /*
4406                  * This function is only called from task migration context now.
4407                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
4408                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
4409                  * improvement. But we cannot postpone css_get(to)  because if
4410                  * the process that has been moved to @to does swap-in, the
4411                  * refcount of @to might be decreased to 0.
4412                  *
4413                  * We are in attach() phase, so the cgroup is guaranteed to be
4414                  * alive, so we can just call css_get().
4415                  */
4416                 css_get(&to->css);
4417                 return 0;
4418         }
4419         return -EINVAL;
4420 }
4421 #else
4422 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4423                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4424 {
4425         return -EINVAL;
4426 }
4427 #endif
4428
4429 /*
4430  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
4431  * page belongs to.
4432  */
4433 void mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page, struct page *newpage,
4434                                   struct mem_cgroup **memcgp)
4435 {
4436         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4437         unsigned int nr_pages = 1;
4438         struct page_cgroup *pc;
4439         enum charge_type ctype;
4440
4441         *memcgp = NULL;
4442
4443         if (mem_cgroup_disabled())
4444                 return;
4445
4446         if (PageTransHuge(page))
4447                 nr_pages <<= compound_order(page);
4448
4449         pc = lookup_page_cgroup(page);
4450         lock_page_cgroup(pc);
4451         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4452                 memcg = pc->mem_cgroup;
4453                 css_get(&memcg->css);
4454                 /*
4455                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
4456                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
4457                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
4458                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
4459                  * until end_migration() is called
4460                  *
4461                  * Corner Case Thinking
4462                  * A)
4463                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
4464                  * while migration was ongoing.
4465                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
4466                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
4467                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
4468                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
4469                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
4470                  *
4471                  * B)
4472                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
4473                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
4474                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
4475                  * without charging it again.
4476                  *
4477                  * C)
4478                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
4479                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
4480                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
4481                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
4482                  */
4483                 if (PageAnon(page))
4484                         SetPageCgroupMigration(pc);
4485         }
4486         unlock_page_cgroup(pc);
4487         /*
4488          * If the page is not charged at this point,
4489          * we return here.
4490          */
4491         if (!memcg)
4492                 return;
4493
4494         *memcgp = memcg;
4495         /*
4496          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
4497          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
4498          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
4499          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
4500          */
4501         if (PageAnon(page))
4502                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON;
4503         else
4504                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4505         /*
4506          * The page is committed to the memcg, but it's not actually
4507          * charged to the res_counter since we plan on replacing the
4508          * old one and only one page is going to be left afterwards.
4509          */
4510         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, nr_pages, ctype, false);
4511 }
4512
4513 /* remove redundant charge if migration failed*/
4514 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
4515         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
4516 {
4517         struct page *used, *unused;
4518         struct page_cgroup *pc;
4519         bool anon;
4520
4521         if (!memcg)
4522                 return;
4523
4524         if (!migration_ok) {
4525                 used = oldpage;
4526                 unused = newpage;
4527         } else {
4528                 used = newpage;
4529                 unused = oldpage;
4530         }
4531         anon = PageAnon(used);
4532         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
4533                                      anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON
4534                                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE,
4535                                      true);
4536         css_put(&memcg->css);
4537         /*
4538          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
4539          * of the page goes down to zero, temporarly.
4540          * Clear the flag and check the page should be charged.
4541          */
4542         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4543         lock_page_cgroup(pc);
4544         ClearPageCgroupMigration(pc);
4545         unlock_page_cgroup(pc);
4546
4547         /*
4548          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
4549          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
4550          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
4551          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
4552          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
4553          * check. (see prepare_charge() also)
4554          */
4555         if (anon)
4556                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
4557 }
4558
4559 /*
4560  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
4561  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
4562  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
4563  */
4564 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
4565                                   struct page *newpage)
4566 {
4567         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4568         struct page_cgroup *pc;
4569         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4570
4571         if (mem_cgroup_disabled())
4572                 return;
4573
4574         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4575         /* fix accounting on old pages */
4576         lock_page_cgroup(pc);
4577         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4578                 memcg = pc->mem_cgroup;
4579                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, oldpage, false, -1);
4580                 ClearPageCgroupUsed(pc);
4581         }
4582         unlock_page_cgroup(pc);
4583
4584         /*
4585          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
4586          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
4587          */
4588         if (!memcg)
4589                 return;
4590         /*
4591          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
4592          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
4593          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
4594          */
4595         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
4596 }
4597
4598 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4599 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
4600 {
4601         struct page_cgroup *pc;
4602
4603         pc = lookup_page_cgroup(page);
4604         /*
4605          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
4606          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
4607          * or when mem_cgroup_disabled().
4608          */
4609         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
4610                 return pc;
4611         return NULL;
4612 }
4613
4614 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
4615 {
4616         if (mem_cgroup_disabled())
4617                 return false;
4618
4619         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
4620 }
4621
4622 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
4623 {
4624         struct page_cgroup *pc;
4625
4626         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
4627         if (pc) {
4628                 pr_alert("pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
4629                          pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
4630         }
4631 }
4632 #endif
4633
4634 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4635                                 unsigned long long val)
4636 {
4637         int retry_count;
4638         u64 memswlimit, memlimit;
4639         int ret = 0;
4640         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4641         u64 curusage, oldusage;
4642         int enlarge;
4643
4644         /*
4645          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
4646          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
4647          * of # of children which we should visit in this loop.
4648          */
4649         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
4650
4651         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4652
4653         enlarge = 0;
4654         while (retry_count) {
4655                 if (signal_pending(current)) {
4656                         ret = -EINTR;
4657                         break;
4658                 }
4659                 /*
4660                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4661                  * open coded manner. You see what this really does.
4662                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4663                  */
4664                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4665                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4666                 if (memswlimit < val) {
4667                         ret = -EINVAL;
4668                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4669                         break;
4670                 }
4671
4672                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4673                 if (memlimit < val)
4674                         enlarge = 1;
4675
4676                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
4677                 if (!ret) {
4678                         if (memswlimit == val)
4679                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4680                         else
4681                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4682                 }
4683                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4684
4685                 if (!ret)
4686                         break;
4687
4688                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4689                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4690                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4691                 /* Usage is reduced ? */
4692                 if (curusage >= oldusage)
4693                         retry_count--;
4694                 else
4695                         oldusage = curusage;
4696         }
4697         if (!ret && enlarge)
4698                 memcg_oom_recover(memcg);
4699
4700         return ret;
4701 }
4702
4703 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4704                                         unsigned long long val)
4705 {
4706         int retry_count;
4707         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
4708         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4709         int ret = -EBUSY;
4710         int enlarge = 0;
4711
4712         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
4713         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4714         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4715         while (retry_count) {
4716                 if (signal_pending(current)) {
4717                         ret = -EINTR;
4718                         break;
4719                 }
4720                 /*
4721                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4722                  * open coded manner. You see what this really does.
4723                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4724                  */
4725                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4726                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4727                 if (memlimit > val) {
4728                         ret = -EINVAL;
4729                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4730                         break;
4731                 }
4732                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4733                 if (memswlimit < val)
4734                         enlarge = 1;
4735                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
4736                 if (!ret) {
4737                         if (memlimit == val)
4738                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4739                         else
4740                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4741                 }
4742                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4743
4744                 if (!ret)
4745                         break;
4746
4747                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4748                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
4749                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4750                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4751                 /* Usage is reduced ? */
4752                 if (curusage >= oldusage)
4753                         retry_count--;
4754                 else
4755                         oldusage = curusage;
4756         }
4757         if (!ret && enlarge)
4758                 memcg_oom_recover(memcg);
4759         return ret;
4760 }
4761
4762 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
4763                                             gfp_t gfp_mask,
4764                                             unsigned long *total_scanned)
4765 {
4766         unsigned long nr_reclaimed = 0;
4767         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
4768         unsigned long reclaimed;
4769         int loop = 0;
4770         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
4771         unsigned long long excess;
4772         unsigned long nr_scanned;
4773
4774         if (order > 0)
4775                 return 0;
4776
4777         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
4778         /*
4779          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
4780          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
4781          * pressure
4782          */
4783         do {
4784                 if (next_mz)
4785                         mz = next_mz;
4786                 else
4787                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4788                 if (!mz)
4789                         break;
4790
4791                 nr_scanned = 0;
4792                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
4793                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
4794                 nr_reclaimed += reclaimed;
4795                 *total_scanned += nr_scanned;
4796                 spin_lock(&mctz->lock);
4797
4798                 /*
4799                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
4800                  * it is time to move on to the next cgroup
4801                  */
4802                 next_mz = NULL;
4803                 if (!reclaimed) {
4804                         do {
4805                                 /*
4806                                  * Loop until we find yet another one.
4807                                  *
4808                                  * By the time we get the soft_limit lock
4809                                  * again, someone might have aded the
4810                                  * group back on the RB tree. Iterate to
4811                                  * make sure we get a different mem.
4812                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
4813                                  * NULL if no other cgroup is present on
4814                                  * the tree
4815                                  */
4816                                 next_mz =
4817                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4818                                 if (next_mz == mz)
4819                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
4820                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
4821                                         break;
4822                         } while (1);
4823                 }
4824                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
4825                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
4826                 /*
4827                  * One school of thought says that we should not add
4828                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
4829                  * But our reclaim could return 0, simply because due
4830                  * to priority we are exposing a smaller subset of
4831                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
4832                  * term TODO.
4833                  */
4834                 /* If excess == 0, no tree ops */
4835                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->memcg, mz, mctz, excess);
4836                 spin_unlock(&mctz->lock);
4837                 css_put(&mz->memcg->css);
4838                 loop++;
4839                 /*
4840                  * Could not reclaim anything and there are no more
4841                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
4842                  * reclaiming anything.
4843                  */
4844                 if (!nr_reclaimed &&
4845                         (next_mz == NULL ||
4846                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
4847                         break;
4848         } while (!nr_reclaimed);
4849         if (next_mz)
4850                 css_put(&next_mz->memcg->css);
4851         return nr_reclaimed;
4852 }
4853
4854 /**
4855  * mem_cgroup_force_empty_list - clears LRU of a group
4856  * @memcg: group to clear
4857  * @node: NUMA node
4858  * @zid: zone id
4859  * @lru: lru to to clear
4860  *
4861  * Traverse a specified page_cgroup list and try to drop them all.  This doesn't
4862  * reclaim the pages page themselves - pages are moved to the parent (or root)
4863  * group.
4864  */
4865 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
4866                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
4867 {
4868         struct lruvec *lruvec;
4869         unsigned long flags;
4870         struct list_head *list;
4871         struct page *busy;
4872         struct zone *zone;
4873
4874         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
4875         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
4876         list = &lruvec->lists[lru];
4877
4878         busy = NULL;
4879         do {
4880                 struct page_cgroup *pc;
4881                 struct page *page;
4882
4883                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
4884                 if (list_empty(list)) {
4885                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4886                         break;
4887                 }
4888                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
4889                 if (busy == page) {
4890                         list_move(&page->lru, list);
4891                         busy = NULL;
4892                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4893                         continue;
4894                 }
4895                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4896
4897                 pc = lookup_page_cgroup(page);
4898
4899                 if (mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg)) {
4900                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
4901                         busy = page;
4902                         cond_resched();
4903                 } else
4904                         busy = NULL;
4905         } while (!list_empty(list));
4906 }
4907
4908 /*
4909  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task by moving
4910  * all the charges and pages to the parent.
4911  * This enables deleting this mem_cgroup.
4912  *
4913  * Caller is responsible for holding css reference on the memcg.
4914  */
4915 static void mem_cgroup_reparent_charges(struct mem_cgroup *memcg)
4916 {
4917         int node, zid;
4918         u64 usage;
4919
4920         do {
4921                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
4922                 lru_add_drain_all();
4923                 drain_all_stock_sync(memcg);
4924                 mem_cgroup_start_move(memcg);
4925                 for_each_node_state(node, N_MEMORY) {
4926                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4927                                 enum lru_list lru;
4928                                 for_each_lru(lru) {
4929                                         mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
4930                                                         node, zid, lru);
4931                                 }
4932                         }
4933                 }
4934                 mem_cgroup_end_move(memcg);
4935                 memcg_oom_recover(memcg);
4936                 cond_resched();
4937
4938                 /*
4939                  * Kernel memory may not necessarily be trackable to a specific
4940                  * process. So they are not migrated, and therefore we can't
4941                  * expect their value to drop to 0 here.
4942                  * Having res filled up with kmem only is enough.
4943                  *
4944                  * This is a safety check because mem_cgroup_force_empty_list
4945                  * could have raced with mem_cgroup_replace_page_cache callers
4946                  * so the lru seemed empty but the page could have been added
4947                  * right after the check. RES_USAGE should be safe as we always
4948                  * charge before adding to the LRU.
4949                  */
4950                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) -
4951                         res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE);
4952         } while (usage > 0);
4953 }
4954
4955 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4956 {
4957         lockdep_assert_held(&memcg_create_mutex);
4958         /*
4959          * The lock does not prevent addition or deletion to the list
4960          * of children, but it prevents a new child from being
4961          * initialized based on this parent in css_online(), so it's
4962          * enough to decide whether hierarchically inherited
4963          * attributes can still be changed or not.
4964          */
4965         return memcg->use_hierarchy &&
4966                 !list_empty(&memcg->css.cgroup->children);
4967 }
4968
4969 /*
4970  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
4971  * the rest to the parent.
4972  *
4973  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
4974  */
4975 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
4976 {
4977         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4978         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
4979
4980         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
4981         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
4982                 return -EBUSY;
4983
4984         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
4985         lru_add_drain_all();
4986         /* try to free all pages in this cgroup */
4987         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
4988                 int progress;
4989
4990                 if (signal_pending(current))
4991                         return -EINTR;
4992
4993                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
4994                                                 false);
4995                 if (!progress) {
4996                         nr_retries--;
4997                         /* maybe some writeback is necessary */
4998                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
4999                 }
5000
5001         }
5002         lru_add_drain();
5003         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
5004
5005         return 0;
5006 }
5007
5008 static int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5009                                         unsigned int event)
5010 {
5011         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5012
5013         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
5014                 return -EINVAL;
5015         return mem_cgroup_force_empty(memcg);
5016 }
5017
5018 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5019                                      struct cftype *cft)
5020 {
5021         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
5022 }
5023
5024 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5025                                       struct cftype *cft, u64 val)
5026 {
5027         int retval = 0;
5028         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5029         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5030
5031         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5032
5033         if (memcg->use_hierarchy == val)
5034                 goto out;
5035
5036         /*
5037          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
5038          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
5039          * occur, provided the current cgroup has no children.
5040          *
5041          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
5042          * set if there are no children.
5043          */
5044         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
5045                                 (val == 1 || val == 0)) {
5046                 if (list_empty(&memcg->css.cgroup->children))
5047                         memcg->use_hierarchy = val;
5048                 else
5049                         retval = -EBUSY;
5050         } else
5051                 retval = -EINVAL;
5052
5053 out:
5054         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5055
5056         return retval;
5057 }
5058
5059
5060 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
5061                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
5062 {
5063         struct mem_cgroup *iter;
5064         long val = 0;
5065
5066         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
5067         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5068                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
5069
5070         if (val < 0) /* race ? */
5071                 val = 0;
5072         return val;
5073 }
5074
5075 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5076 {
5077         u64 val;
5078
5079         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5080                 if (!swap)
5081                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
5082                 else
5083                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
5084         }
5085
5086         /*
5087          * Transparent hugepages are still accounted for in MEM_CGROUP_STAT_RSS
5088          * as well as in MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE.
5089          */
5090         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
5091         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
5092
5093         if (swap)
5094                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
5095
5096         return val << PAGE_SHIFT;
5097 }
5098
5099 static ssize_t mem_cgroup_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5100                                struct cftype *cft, struct file *file,
5101                                char __user *buf, size_t nbytes, loff_t *ppos)
5102 {
5103         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5104         char str[64];
5105         u64 val;
5106         int name, len;
5107         enum res_type type;
5108
5109         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5110         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5111
5112         switch (type) {
5113         case _MEM:
5114                 if (name == RES_USAGE)
5115                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
5116                 else
5117                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
5118                 break;
5119         case _MEMSWAP:
5120                 if (name == RES_USAGE)
5121                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
5122                 else
5123                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
5124                 break;
5125         case _KMEM:
5126                 val = res_counter_read_u64(&memcg->kmem, name);
5127                 break;
5128         default:
5129                 BUG();
5130         }
5131
5132         len = scnprintf(str, sizeof(str), "%llu\n", (unsigned long long)val);
5133         return simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, str, len);
5134 }
5135
5136 static int memcg_update_kmem_limit(struct cgroup_subsys_state *css, u64 val)
5137 {
5138         int ret = -EINVAL;
5139 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5140         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5141         /*
5142          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
5143          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
5144          * already joined.
5145          *
5146          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
5147          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
5148          * place, which makes the value quite meaningless.
5149          *
5150          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
5151          * of course permitted.
5152          */
5153         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5154         mutex_lock(&set_limit_mutex);
5155         if (!memcg->kmem_account_flags && val != RES_COUNTER_MAX) {
5156                 if (cgroup_task_count(css->cgroup) || memcg_has_children(memcg)) {
5157                         ret = -EBUSY;
5158                         goto out;
5159                 }
5160                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
5161                 VM_BUG_ON(ret);
5162
5163                 ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
5164                 if (ret) {
5165                         res_counter_set_limit(&memcg->kmem, RES_COUNTER_MAX);
5166                         goto out;
5167                 }
5168                 static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5169                 /*
5170                  * setting the active bit after the inc will guarantee no one
5171                  * starts accounting before all call sites are patched
5172                  */
5173                 memcg_kmem_set_active(memcg);
5174         } else
5175                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
5176 out:
5177         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
5178         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5179 #endif
5180         return ret;
5181 }
5182
5183 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5184 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5185 {
5186         int ret = 0;
5187         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5188         if (!parent)
5189                 goto out;
5190
5191         memcg->kmem_account_flags = parent->kmem_account_flags;
5192         /*
5193          * When that happen, we need to disable the static branch only on those
5194          * memcgs that enabled it. To achieve this, we would be forced to
5195          * complicate the code by keeping track of which memcgs were the ones
5196          * that actually enabled limits, and which ones got it from its
5197          * parents.
5198          *
5199          * It is a lot simpler just to do static_key_slow_inc() on every child
5200          * that is accounted.
5201          */
5202         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5203                 goto out;
5204
5205         /*
5206          * __mem_cgroup_free() will issue static_key_slow_dec() because this
5207          * memcg is active already. If the later initialization fails then the
5208          * cgroup core triggers the cleanup so we do not have to do it here.
5209          */
5210         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5211
5212         mutex_lock(&set_limit_mutex);
5213         memcg_stop_kmem_account();
5214         ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
5215         memcg_resume_kmem_account();
5216         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
5217 out:
5218         return ret;
5219 }
5220 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
5221
5222 /*
5223  * The user of this function is...
5224  * RES_LIMIT.
5225  */
5226 static int mem_cgroup_write(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft,
5227                             const char *buffer)
5228 {
5229         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5230         enum res_type type;
5231         int name;
5232         unsigned long long val;
5233         int ret;
5234
5235         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5236         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5237
5238         switch (name) {
5239         case RES_LIMIT:
5240                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
5241                         ret = -EINVAL;
5242                         break;
5243                 }
5244                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
5245                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5246                 if (ret)
5247                         break;
5248                 if (type == _MEM)
5249                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
5250                 else if (type == _MEMSWAP)
5251                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
5252                 else if (type == _KMEM)
5253                         ret = memcg_update_kmem_limit(css, val);
5254                 else
5255                         return -EINVAL;
5256                 break;
5257         case RES_SOFT_LIMIT:
5258                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5259                 if (ret)
5260                         break;
5261                 /*
5262                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
5263                  * of semantics, for now, we support soft limits for
5264                  * control without swap
5265                  */
5266                 if (type == _MEM)
5267                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
5268                 else
5269                         ret = -EINVAL;
5270                 break;
5271         default:
5272                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
5273                 break;
5274         }
5275         return ret;
5276 }
5277
5278 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
5279                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
5280 {
5281         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
5282
5283         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5284         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5285         if (!memcg->use_hierarchy)
5286                 goto out;
5287
5288         while (css_parent(&memcg->css)) {
5289                 memcg = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5290                 if (!memcg->use_hierarchy)
5291                         break;
5292                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5293                 min_limit = min(min_limit, tmp);
5294                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5295                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
5296         }
5297 out:
5298         *mem_limit = min_limit;
5299         *memsw_limit = min_memsw_limit;
5300 }
5301
5302 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup_subsys_state *css, unsigned int event)
5303 {
5304         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5305         int name;
5306         enum res_type type;
5307
5308         type = MEMFILE_TYPE(event);
5309         name = MEMFILE_ATTR(event);
5310
5311         switch (name) {
5312         case RES_MAX_USAGE:
5313                 if (type == _MEM)
5314                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
5315                 else if (type == _MEMSWAP)
5316                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
5317                 else if (type == _KMEM)
5318                         res_counter_reset_max(&memcg->kmem);
5319                 else
5320                         return -EINVAL;
5321                 break;
5322         case RES_FAILCNT:
5323                 if (type == _MEM)
5324                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
5325                 else if (type == _MEMSWAP)
5326                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
5327                 else if (type == _KMEM)
5328                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->kmem);
5329                 else
5330                         return -EINVAL;
5331                 break;
5332         }
5333
5334         return 0;
5335 }
5336
5337 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5338                                         struct cftype *cft)
5339 {
5340         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
5341 }
5342
5343 #ifdef CONFIG_MMU
5344 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5345                                         struct cftype *cft, u64 val)
5346 {
5347         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5348
5349         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
5350                 return -EINVAL;
5351
5352         /*
5353          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
5354          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
5355          * on with stale data. This means that changes to this value will only
5356          * affect task migrations starting after the change.
5357          */
5358         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
5359         return 0;
5360 }
5361 #else
5362 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5363                                         struct cftype *cft, u64 val)
5364 {
5365         return -ENOSYS;
5366 }
5367 #endif
5368
5369 #ifdef CONFIG_NUMA
5370 static int memcg_numa_stat_show(struct cgroup_subsys_state *css,
5371                                 struct cftype *cft, struct seq_file *m)
5372 {
5373         struct numa_stat {
5374                 const char *name;
5375                 unsigned int lru_mask;
5376         };
5377
5378         static const struct numa_stat stats[] = {
5379                 { "total", LRU_ALL },
5380                 { "file", LRU_ALL_FILE },
5381                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
5382                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
5383         };
5384         const struct numa_stat *stat;
5385         int nid;
5386         unsigned long nr;
5387         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5388
5389         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
5390                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
5391                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
5392                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5393                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5394                                                           stat->lru_mask);
5395                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
5396                 }
5397                 seq_putc(m, '\n');
5398         }
5399
5400         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
5401                 struct mem_cgroup *iter;
5402
5403                 nr = 0;
5404                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5405                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
5406                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
5407                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5408                         nr = 0;
5409                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5410                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
5411                                         iter, nid, stat->lru_mask);
5412                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
5413                 }
5414                 seq_putc(m, '\n');
5415         }
5416
5417         return 0;
5418 }
5419 #endif /* CONFIG_NUMA */
5420
5421 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
5422 {
5423         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
5424 }
5425
5426 static int memcg_stat_show(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft,
5427                                  struct seq_file *m)
5428 {
5429         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5430         struct mem_cgroup *mi;
5431         unsigned int i;
5432
5433         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5434                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5435                         continue;
5436                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
5437                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
5438         }
5439
5440         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
5441                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
5442                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
5443
5444         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
5445                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
5446                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
5447
5448         /* Hierarchical information */
5449         {
5450                 unsigned long long limit, memsw_limit;
5451                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
5452                 seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n", limit);
5453                 if (do_swap_account)
5454                         seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
5455                                    memsw_limit);
5456         }
5457
5458         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5459                 long long val = 0;
5460
5461                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5462                         continue;
5463                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5464                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
5465                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
5466         }
5467
5468         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
5469                 unsigned long long val = 0;
5470
5471                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5472                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
5473                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
5474                            mem_cgroup_events_names[i], val);
5475         }
5476
5477         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
5478                 unsigned long long val = 0;
5479
5480                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5481                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
5482                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
5483         }
5484
5485 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5486         {
5487                 int nid, zid;
5488                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5489                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
5490                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
5491                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
5492
5493                 for_each_online_node(nid)
5494                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
5495                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
5496                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
5497
5498                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
5499                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
5500                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
5501                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
5502                         }
5503                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
5504                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
5505                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
5506                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
5507         }
5508 #endif
5509
5510         return 0;
5511 }
5512
5513 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5514                                       struct cftype *cft)
5515 {
5516         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5517
5518         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
5519 }
5520
5521 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5522                                        struct cftype *cft, u64 val)
5523 {
5524         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5525         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5526
5527         if (val > 100 || !parent)
5528                 return -EINVAL;
5529
5530         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5531
5532         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
5533         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5534                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5535                 return -EINVAL;
5536         }
5537
5538         memcg->swappiness = val;
5539
5540         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5541
5542         return 0;
5543 }
5544
5545 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5546 {
5547         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
5548         u64 usage;
5549         int i;
5550
5551         rcu_read_lock();
5552         if (!swap)
5553                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
5554         else
5555                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
5556
5557         if (!t)
5558                 goto unlock;
5559
5560         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
5561
5562         /*
5563          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
5564          * If it's not true, a threshold was crossed after last
5565          * call of __mem_cgroup_threshold().
5566          */
5567         i = t->current_threshold;
5568
5569         /*
5570          * Iterate backward over array of thresholds starting from
5571          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
5572          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
5573          * only one element of the array here.
5574          */
5575         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
5576                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5577
5578         /* i = current_threshold + 1 */
5579         i++;
5580
5581         /*
5582          * Iterate forward over array of thresholds starting from
5583          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
5584          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
5585          * only one element of the array here.
5586          */
5587         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
5588                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5589
5590         /* Update current_threshold */
5591         t->current_threshold = i - 1;
5592 unlock:
5593         rcu_read_unlock();
5594 }
5595
5596 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
5597 {
5598         while (memcg) {
5599                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
5600                 if (do_swap_account)
5601                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
5602
5603                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5604         }
5605 }
5606
5607 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
5608 {
5609         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
5610         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
5611
5612         if (_a->threshold > _b->threshold)
5613                 return 1;
5614
5615         if (_a->threshold < _b->threshold)
5616                 return -1;
5617
5618         return 0;
5619 }
5620
5621 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
5622 {
5623         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
5624
5625         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
5626                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
5627         return 0;
5628 }
5629
5630 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
5631 {
5632         struct mem_cgroup *iter;
5633
5634         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5635                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
5636 }
5637
5638 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5639         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5640 {
5641         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5642         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5643         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5644         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5645         u64 threshold, usage;
5646         int i, size, ret;
5647
5648         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
5649         if (ret)
5650                 return ret;
5651
5652         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5653
5654         if (type == _MEM)
5655                 thresholds = &memcg->thresholds;
5656         else if (type == _MEMSWAP)
5657                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5658         else
5659                 BUG();
5660
5661         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5662
5663         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
5664         if (thresholds->primary)
5665                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5666
5667         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
5668
5669         /* Allocate memory for new array of thresholds */
5670         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5671                         GFP_KERNEL);
5672         if (!new) {
5673                 ret = -ENOMEM;
5674                 goto unlock;
5675         }
5676         new->size = size;
5677
5678         /* Copy thresholds (if any) to new array */
5679         if (thresholds->primary) {
5680                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
5681                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
5682         }
5683
5684         /* Add new threshold */
5685         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
5686         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
5687
5688         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
5689         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5690                         compare_thresholds, NULL);
5691
5692         /* Find current threshold */
5693         new->current_threshold = -1;
5694         for (i = 0; i < size; i++) {
5695                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
5696                         /*
5697                          * new->current_threshold will not be used until
5698                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5699                          * it here.
5700                          */
5701                         ++new->current_threshold;
5702                 } else
5703                         break;
5704         }
5705
5706         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
5707         kfree(thresholds->spare);
5708         thresholds->spare = thresholds->primary;
5709
5710         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5711
5712         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5713         synchronize_rcu();
5714
5715 unlock:
5716         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5717
5718         return ret;
5719 }
5720
5721 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5722         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5723 {
5724         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5725         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5726         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5727         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5728         u64 usage;
5729         int i, j, size;
5730
5731         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5732         if (type == _MEM)
5733                 thresholds = &memcg->thresholds;
5734         else if (type == _MEMSWAP)
5735                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5736         else
5737                 BUG();
5738
5739         if (!thresholds->primary)
5740                 goto unlock;
5741
5742         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5743
5744         /* Check if a threshold crossed before removing */
5745         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5746
5747         /* Calculate new number of threshold */
5748         size = 0;
5749         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5750                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
5751                         size++;
5752         }
5753
5754         new = thresholds->spare;
5755
5756         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
5757         if (!size) {
5758                 kfree(new);
5759                 new = NULL;
5760                 goto swap_buffers;
5761         }
5762
5763         new->size = size;
5764
5765         /* Copy thresholds and find current threshold */
5766         new->current_threshold = -1;
5767         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5768                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
5769                         continue;
5770
5771                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
5772                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
5773                         /*
5774                          * new->current_threshold will not be used
5775                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5776                          * it here.
5777                          */
5778                         ++new->current_threshold;
5779                 }
5780                 j++;
5781         }
5782
5783 swap_buffers:
5784         /* Swap primary and spare array */
5785         thresholds->spare = thresholds->primary;
5786         /* If all events are unregistered, free the spare array */
5787         if (!new) {
5788                 kfree(thresholds->spare);
5789                 thresholds->spare = NULL;
5790         }
5791
5792         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5793
5794         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5795         synchronize_rcu();
5796 unlock:
5797         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5798 }
5799
5800 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5801         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5802 {
5803         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5804         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
5805         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5806
5807         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5808         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5809         if (!event)
5810                 return -ENOMEM;
5811
5812         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5813
5814         event->eventfd = eventfd;
5815         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
5816
5817         /* already in OOM ? */
5818         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5819                 eventfd_signal(eventfd, 1);
5820         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5821
5822         return 0;
5823 }
5824
5825 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup_subsys_state *css,
5826         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5827 {
5828         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5829         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
5830         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5831
5832         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5833
5834         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5835
5836         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
5837                 if (ev->eventfd == eventfd) {
5838                         list_del(&ev->list);
5839                         kfree(ev);
5840                 }
5841         }
5842
5843         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5844 }
5845
5846 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5847         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
5848 {
5849         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5850
5851         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", memcg->oom_kill_disable);
5852
5853         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5854                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
5855         else
5856                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
5857         return 0;
5858 }
5859
5860 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
5861         struct cftype *cft, u64 val)
5862 {
5863         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5864         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(&memcg->css));
5865
5866         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
5867         if (!parent || !((val == 0) || (val == 1)))
5868                 return -EINVAL;
5869
5870         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5871         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
5872         if ((parent->use_hierarchy) || memcg_has_children(memcg)) {
5873                 mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5874                 return -EINVAL;
5875         }
5876         memcg->oom_kill_disable = val;
5877         if (!val)
5878                 memcg_oom_recover(memcg);
5879         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5880         return 0;
5881 }
5882
5883 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5884 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5885 {
5886         int ret;
5887
5888         memcg->kmemcg_id = -1;
5889         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
5890         if (ret)
5891                 return ret;
5892
5893         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
5894 }
5895
5896 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5897 {
5898         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
5899 }
5900
5901 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5902 {
5903         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
5904                 return;
5905
5906         /*
5907          * kmem charges can outlive the cgroup. In the case of slab
5908          * pages, for instance, a page contain objects from various
5909          * processes. As we prevent from taking a reference for every
5910          * such allocation we have to be careful when doing uncharge
5911          * (see memcg_uncharge_kmem) and here during offlining.
5912          *
5913          * The idea is that that only the _last_ uncharge which sees
5914          * the dead memcg will drop the last reference. An additional
5915          * reference is taken here before the group is marked dead
5916          * which is then paired with css_put during uncharge resp. here.
5917          *
5918          * Although this might sound strange as this path is called from
5919          * css_offline() when the referencemight have dropped down to 0
5920          * and shouldn't be incremented anymore (css_tryget would fail)
5921          * we do not have other options because of the kmem allocations
5922          * lifetime.
5923          */
5924         css_get(&memcg->css);
5925
5926         memcg_kmem_mark_dead(memcg);
5927
5928         if (res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0)
5929                 return;
5930
5931         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
5932                 css_put(&memcg->css);
5933 }
5934 #else
5935 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5936 {
5937         return 0;
5938 }
5939
5940 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5941 {
5942 }
5943
5944 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5945 {
5946 }
5947 #endif
5948
5949 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
5950         {
5951                 .name = "usage_in_bytes",
5952                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
5953                 .read = mem_cgroup_read,
5954                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
5955                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
5956         },
5957         {
5958                 .name = "max_usage_in_bytes",
5959                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
5960                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5961                 .read = mem_cgroup_read,
5962         },
5963         {
5964                 .name = "limit_in_bytes",
5965                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
5966                 .write_string = mem_cgroup_write,
5967                 .read = mem_cgroup_read,
5968         },
5969         {
5970                 .name = "soft_limit_in_bytes",
5971                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
5972                 .write_string = mem_cgroup_write,
5973                 .read = mem_cgroup_read,
5974         },
5975         {
5976                 .name = "failcnt",
5977                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
5978                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5979                 .read = mem_cgroup_read,
5980         },
5981         {
5982                 .name = "stat",
5983                 .read_seq_string = memcg_stat_show,
5984         },
5985         {
5986                 .name = "force_empty",
5987                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
5988         },
5989         {
5990                 .name = "use_hierarchy",
5991                 .flags = CFTYPE_INSANE,
5992                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
5993                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
5994         },
5995         {
5996                 .name = "swappiness",
5997                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
5998                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
5999         },
6000         {
6001                 .name = "move_charge_at_immigrate",
6002                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
6003                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
6004         },
6005         {
6006                 .name = "oom_control",
6007                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
6008                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
6009                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
6010                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
6011                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
6012         },
6013         {
6014                 .name = "pressure_level",
6015                 .register_event = vmpressure_register_event,
6016                 .unregister_event = vmpressure_unregister_event,
6017         },
6018 #ifdef CONFIG_NUMA
6019         {
6020                 .name = "numa_stat",
6021                 .read_seq_string = memcg_numa_stat_show,
6022         },
6023 #endif
6024 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
6025         {
6026                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
6027                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
6028                 .write_string = mem_cgroup_write,
6029                 .read = mem_cgroup_read,
6030         },
6031         {
6032                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
6033                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
6034                 .read = mem_cgroup_read,
6035         },
6036         {
6037                 .name = "kmem.failcnt",
6038                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
6039                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6040                 .read = mem_cgroup_read,
6041         },
6042         {
6043                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
6044                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
6045                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6046                 .read = mem_cgroup_read,
6047         },
6048 #ifdef CONFIG_SLABINFO
6049         {
6050                 .name = "kmem.slabinfo",
6051                 .read_seq_string = mem_cgroup_slabinfo_read,
6052         },
6053 #endif
6054 #endif
6055         { },    /* terminate */
6056 };
6057
6058 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6059 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
6060         {
6061                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
6062                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
6063                 .read = mem_cgroup_read,
6064                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
6065                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
6066         },
6067         {
6068                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
6069                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
6070                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6071                 .read = mem_cgroup_read,
6072         },
6073         {
6074                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
6075                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
6076                 .write_string = mem_cgroup_write,
6077                 .read = mem_cgroup_read,
6078         },
6079         {
6080                 .name = "memsw.failcnt",
6081                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
6082                 .trigger = mem_cgroup_reset,
6083                 .read = mem_cgroup_read,
6084         },
6085         { },    /* terminate */
6086 };
6087 #endif
6088 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6089 {
6090         struct mem_cgroup_per_node *pn;
6091         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
6092         int zone, tmp = node;
6093         /*
6094          * This routine is called against possible nodes.
6095          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
6096          *
6097          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
6098          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
6099          *       function.
6100          */
6101         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6102                 tmp = -1;
6103         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
6104         if (!pn)
6105                 return 1;
6106
6107         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6108                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
6109                 lruvec_init(&mz->lruvec);
6110                 mz->usage_in_excess = 0;
6111                 mz->on_tree = false;
6112                 mz->memcg = memcg;
6113         }
6114         memcg->nodeinfo[node] = pn;
6115         return 0;
6116 }
6117
6118 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
6119 {
6120         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
6121 }
6122
6123 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
6124 {
6125         struct mem_cgroup *memcg;
6126         size_t size = memcg_size();
6127
6128         /* Can be very big if nr_node_ids is very big */
6129         if (size < PAGE_SIZE)
6130                 memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
6131         else
6132                 memcg = vzalloc(size);
6133
6134         if (!memcg)
6135                 return NULL;
6136
6137         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
6138         if (!memcg->stat)
6139                 goto out_free;
6140         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
6141         return memcg;
6142
6143 out_free:
6144         if (size < PAGE_SIZE)
6145                 kfree(memcg);
6146         else
6147                 vfree(memcg);
6148         return NULL;
6149 }
6150
6151 /*
6152  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
6153  * (scanning all at force_empty is too costly...)
6154  *
6155  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
6156  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
6157  * it goes down to 0.
6158  *
6159  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
6160  */
6161
6162 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
6163 {
6164         int node;
6165         size_t size = memcg_size();
6166
6167         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
6168         free_css_id(&mem_cgroup_subsys, &memcg->css);
6169
6170         for_each_node(node)
6171                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
6172
6173         free_percpu(memcg->stat);
6174
6175         /*
6176          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
6177          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
6178          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
6179          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
6180          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
6181          *
6182          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
6183          * to move this code around, and make sure it is outside
6184          * the cgroup_lock.
6185          */
6186         disarm_static_keys(memcg);
6187         if (size < PAGE_SIZE)
6188                 kfree(memcg);
6189         else
6190                 vfree(memcg);
6191 }
6192
6193 /*
6194  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
6195  */
6196 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
6197 {
6198         if (!memcg->res.parent)
6199                 return NULL;
6200         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
6201 }
6202 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
6203
6204 static void __init mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
6205 {
6206         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
6207         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
6208         int tmp, node, zone;
6209
6210         for_each_node(node) {
6211                 tmp = node;
6212                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6213                         tmp = -1;
6214                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
6215                 BUG_ON(!rtpn);
6216
6217                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
6218
6219                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6220                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
6221                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
6222                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
6223                 }
6224         }
6225 }
6226
6227 static struct cgroup_subsys_state * __ref
6228 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
6229 {
6230         struct mem_cgroup *memcg;
6231         long error = -ENOMEM;
6232         int node;
6233
6234         memcg = mem_cgroup_alloc();
6235         if (!memcg)
6236                 return ERR_PTR(error);
6237
6238         for_each_node(node)
6239                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
6240                         goto free_out;
6241
6242         /* root ? */
6243         if (parent_css == NULL) {
6244                 root_mem_cgroup = memcg;
6245                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6246                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6247                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6248         }
6249
6250         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
6251         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
6252         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
6253         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
6254         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
6255         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
6256
6257         return &memcg->css;
6258
6259 free_out:
6260         __mem_cgroup_free(memcg);
6261         return ERR_PTR(error);
6262 }
6263
6264 static int
6265 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
6266 {
6267         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6268         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css_parent(css));
6269         int error = 0;
6270
6271         if (!parent)
6272                 return 0;
6273
6274         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
6275
6276         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
6277         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
6278         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
6279
6280         if (parent->use_hierarchy) {
6281                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
6282                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
6283                 res_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
6284
6285                 /*
6286                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
6287                  * core guarantees its existence.
6288                  */
6289         } else {
6290                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6291                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6292                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6293                 /*
6294                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
6295                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
6296                  * unfortunate state in our controller.
6297                  */
6298                 if (parent != root_mem_cgroup)
6299                         mem_cgroup_subsys.broken_hierarchy = true;
6300         }
6301
6302         error = memcg_init_kmem(memcg, &mem_cgroup_subsys);
6303         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
6304         return error;
6305 }
6306
6307 /*
6308  * Announce all parents that a group from their hierarchy is gone.
6309  */
6310 static void mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *memcg)
6311 {
6312         struct mem_cgroup *parent = memcg;
6313
6314         while ((parent = parent_mem_cgroup(parent)))
6315                 mem_cgroup_iter_invalidate(parent);
6316
6317         /*
6318          * if the root memcg is not hierarchical we have to check it
6319          * explicitely.
6320          */
6321         if (!root_mem_cgroup->use_hierarchy)
6322                 mem_cgroup_iter_invalidate(root_mem_cgroup);
6323 }
6324
6325 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
6326 {
6327         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6328
6329         kmem_cgroup_css_offline(memcg);
6330
6331         mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(memcg);
6332         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
6333         mem_cgroup_destroy_all_caches(memcg);
6334         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
6335 }
6336
6337 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
6338 {
6339         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6340
6341         memcg_destroy_kmem(memcg);
6342         __mem_cgroup_free(memcg);
6343 }
6344
6345 #ifdef CONFIG_MMU
6346 /* Handlers for move charge at task migration. */
6347 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
6348 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
6349 {
6350         int ret = 0;
6351         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6352         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
6353
6354         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6355                 mc.precharge += count;
6356                 /* we don't need css_get for root */
6357                 return ret;
6358         }
6359         /* try to charge at once */
6360         if (count > 1) {
6361                 struct res_counter *dummy;
6362                 /*
6363                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
6364                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
6365                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
6366                  * css_get().
6367                  */
6368                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
6369                         goto one_by_one;
6370                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
6371                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
6372                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
6373                         goto one_by_one;
6374                 }
6375                 mc.precharge += count;
6376                 return ret;
6377         }
6378 one_by_one:
6379         /* fall back to one by one charge */
6380         while (count--) {
6381                 if (signal_pending(current)) {
6382                         ret = -EINTR;
6383                         break;
6384                 }
6385                 if (!batch_count--) {
6386                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6387                         cond_resched();
6388                 }
6389                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
6390                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
6391                 if (ret)
6392                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
6393                         return ret;
6394                 mc.precharge++;
6395         }
6396         return ret;
6397 }
6398
6399 /**
6400  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
6401  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
6402  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
6403  * @ptent: the pte to be checked
6404  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
6405  *
6406  * Returns
6407  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
6408  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
6409  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
6410  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
6411  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
6412  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
6413  *     in target->ent.
6414  *
6415  * Called with pte lock held.
6416  */
6417 union mc_target {
6418         struct page     *page;
6419         swp_entry_t     ent;
6420 };
6421
6422 enum mc_target_type {
6423         MC_TARGET_NONE = 0,
6424         MC_TARGET_PAGE,
6425         MC_TARGET_SWAP,
6426 };
6427
6428 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
6429                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
6430 {
6431         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
6432
6433         if (!page || !page_mapped(page))
6434                 return NULL;
6435         if (PageAnon(page)) {
6436                 /* we don't move shared anon */
6437                 if (!move_anon())
6438                         return NULL;
6439         } else if (!move_file())
6440                 /* we ignore mapcount for file pages */
6441                 return NULL;
6442         if (!get_page_unless_zero(page))
6443                 return NULL;
6444
6445         return page;
6446 }
6447
6448 #ifdef CONFIG_SWAP
6449 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6450                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6451 {
6452         struct page *page = NULL;
6453         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
6454
6455         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
6456                 return NULL;
6457         /*
6458          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
6459          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
6460          */
6461         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
6462         if (do_swap_account)
6463                 entry->val = ent.val;
6464
6465         return page;
6466 }
6467 #else
6468 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6469                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6470 {
6471         return NULL;
6472 }
6473 #endif
6474
6475 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
6476                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6477 {
6478         struct page *page = NULL;
6479         struct address_space *mapping;
6480         pgoff_t pgoff;
6481
6482         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
6483                 return NULL;
6484         if (!move_file())
6485                 return NULL;
6486
6487         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
6488         if (pte_none(ptent))
6489                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
6490         else /* pte_file(ptent) is true */
6491                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
6492
6493         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
6494         page = find_get_page(mapping, pgoff);
6495
6496 #ifdef CONFIG_SWAP
6497         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
6498         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
6499                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
6500                 if (do_swap_account)
6501                         *entry = swap;
6502                 page = find_get_page(swap_address_space(swap), swap.val);
6503         }
6504 #endif
6505         return page;
6506 }
6507
6508 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
6509                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
6510 {
6511         struct page *page = NULL;
6512         struct page_cgroup *pc;
6513         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6514         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
6515
6516         if (pte_present(ptent))
6517                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
6518         else if (is_swap_pte(ptent))
6519                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6520         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
6521                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
6522
6523         if (!page && !ent.val)
6524                 return ret;
6525         if (page) {
6526                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6527                 /*
6528                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
6529                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
6530                  * the lock.
6531                  */
6532                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6533                         ret = MC_TARGET_PAGE;
6534                         if (target)
6535                                 target->page = page;
6536                 }
6537                 if (!ret || !target)
6538                         put_page(page);
6539         }
6540         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
6541         if (ent.val && !ret &&
6542                         css_id(&mc.from->css) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
6543                 ret = MC_TARGET_SWAP;
6544                 if (target)
6545                         target->ent = ent;
6546         }
6547         return ret;
6548 }
6549
6550 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
6551 /*
6552  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
6553  * support them for now.
6554  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
6555  */
6556 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6557                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6558 {
6559         struct page *page = NULL;
6560         struct page_cgroup *pc;
6561         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6562
6563         page = pmd_page(pmd);
6564         VM_BUG_ON(!page || !PageHead(page));
6565         if (!move_anon())
6566                 return ret;
6567         pc = lookup_page_cgroup(page);
6568         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
6569                 ret = MC_TARGET_PAGE;
6570                 if (target) {
6571                         get_page(page);
6572                         target->page = page;
6573                 }
6574         }
6575         return ret;
6576 }
6577 #else
6578 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6579                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6580 {
6581         return MC_TARGET_NONE;
6582 }
6583 #endif
6584
6585 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
6586                                         unsigned long addr, unsigned long end,
6587                                         struct mm_walk *walk)
6588 {
6589         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6590         pte_t *pte;
6591         spinlock_t *ptl;
6592
6593         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
6594                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
6595                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
6596                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6597                 return 0;
6598         }
6599
6600         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6601                 return 0;
6602         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6603         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
6604                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
6605                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
6606         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6607         cond_resched();
6608
6609         return 0;
6610 }
6611
6612 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
6613 {
6614         unsigned long precharge;
6615         struct vm_area_struct *vma;
6616
6617         down_read(&mm->mmap_sem);
6618         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6619                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
6620                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
6621                         .mm = mm,
6622                         .private = vma,
6623                 };
6624                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6625                         continue;
6626                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6627                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
6628         }
6629         up_read(&mm->mmap_sem);
6630
6631         precharge = mc.precharge;
6632         mc.precharge = 0;
6633
6634         return precharge;
6635 }
6636
6637 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
6638 {
6639         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
6640
6641         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
6642         mc.moving_task = current;
6643         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
6644 }
6645
6646 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
6647 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
6648 {
6649         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6650         struct mem_cgroup *to = mc.to;
6651         int i;
6652
6653         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
6654         if (mc.precharge) {
6655                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
6656                 mc.precharge = 0;
6657         }
6658         /*
6659          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
6660          * we must uncharge here.
6661          */
6662         if (mc.moved_charge) {
6663                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
6664                 mc.moved_charge = 0;
6665         }
6666         /* we must fixup refcnts and charges */
6667         if (mc.moved_swap) {
6668                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
6669                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
6670                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
6671                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6672
6673                 for (i = 0; i < mc.moved_swap; i++)
6674                         css_put(&mc.from->css);
6675
6676                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
6677                         /*
6678                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
6679                          * uncharge to->res.
6680                          */
6681                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
6682                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6683                 }
6684                 /* we've already done css_get(mc.to) */
6685                 mc.moved_swap = 0;
6686         }
6687         memcg_oom_recover(from);
6688         memcg_oom_recover(to);
6689         wake_up_all(&mc.waitq);
6690 }
6691
6692 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
6693 {
6694         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6695
6696         /*
6697          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
6698          * task migration.
6699          */
6700         mc.moving_task = NULL;
6701         __mem_cgroup_clear_mc();
6702         spin_lock(&mc.lock);
6703         mc.from = NULL;
6704         mc.to = NULL;
6705         spin_unlock(&mc.lock);
6706         mem_cgroup_end_move(from);
6707 }
6708
6709 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6710                                  struct cgroup_taskset *tset)
6711 {
6712         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6713         int ret = 0;
6714         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6715         unsigned long move_charge_at_immigrate;
6716
6717         /*
6718          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
6719          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
6720          * So we need to save it, and keep it going.
6721          */
6722         move_charge_at_immigrate  = memcg->move_charge_at_immigrate;
6723         if (move_charge_at_immigrate) {
6724                 struct mm_struct *mm;
6725                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
6726
6727                 VM_BUG_ON(from == memcg);
6728
6729                 mm = get_task_mm(p);
6730                 if (!mm)
6731                         return 0;
6732                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
6733                 if (mm->owner == p) {
6734                         VM_BUG_ON(mc.from);
6735                         VM_BUG_ON(mc.to);
6736                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
6737                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
6738                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
6739                         mem_cgroup_start_move(from);
6740                         spin_lock(&mc.lock);
6741                         mc.from = from;
6742                         mc.to = memcg;
6743                         mc.immigrate_flags = move_charge_at_immigrate;
6744                         spin_unlock(&mc.lock);
6745                         /* We set mc.moving_task later */
6746
6747                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6748                         if (ret)
6749                                 mem_cgroup_clear_mc();
6750                 }
6751                 mmput(mm);
6752         }
6753         return ret;
6754 }
6755
6756 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6757                                      struct cgroup_taskset *tset)
6758 {
6759         mem_cgroup_clear_mc();
6760 }
6761
6762 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6763                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6764                                 struct mm_walk *walk)
6765 {
6766         int ret = 0;
6767         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6768         pte_t *pte;
6769         spinlock_t *ptl;
6770         enum mc_target_type target_type;
6771         union mc_target target;
6772         struct page *page;
6773         struct page_cgroup *pc;
6774
6775         /*
6776          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
6777          * happens because:
6778          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
6779          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
6780          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
6781          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
6782          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
6783          *    part of thp split is not executed yet.
6784          */
6785         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
6786                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6787                         spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6788                         return 0;
6789                 }
6790                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6791                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6792                         page = target.page;
6793                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6794                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6795                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
6796                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
6797                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6798                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6799                                 }
6800                                 putback_lru_page(page);
6801                         }
6802                         put_page(page);
6803                 }
6804                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
6805                 return 0;
6806         }
6807
6808         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6809                 return 0;
6810 retry:
6811         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6812         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6813                 pte_t ptent = *(pte++);
6814                 swp_entry_t ent;
6815
6816                 if (!mc.precharge)
6817                         break;
6818
6819                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6820                 case MC_TARGET_PAGE:
6821                         page = target.page;
6822                         if (isolate_lru_page(page))
6823                                 goto put;
6824                         pc = lookup_page_cgroup(page);
6825                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
6826                                                      mc.from, mc.to)) {
6827                                 mc.precharge--;
6828                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6829                                 mc.moved_charge++;
6830                         }
6831                         putback_lru_page(page);
6832 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6833                         put_page(page);
6834                         break;
6835                 case MC_TARGET_SWAP:
6836                         ent = target.ent;
6837                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6838                                 mc.precharge--;
6839                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
6840                                 mc.moved_swap++;
6841                         }
6842                         break;
6843                 default:
6844                         break;
6845                 }
6846         }
6847         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6848         cond_resched();
6849
6850         if (addr != end) {
6851                 /*
6852                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6853                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6854                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6855                  * phase.
6856                  */
6857                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6858                 if (!ret)
6859                         goto retry;
6860         }
6861
6862         return ret;
6863 }
6864
6865 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
6866 {
6867         struct vm_area_struct *vma;
6868
6869         lru_add_drain_all();
6870 retry:
6871         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
6872                 /*
6873                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
6874                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6875                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6876                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6877                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6878                  */
6879                 __mem_cgroup_clear_mc();
6880                 cond_resched();
6881                 goto retry;
6882         }
6883         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6884                 int ret;
6885                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
6886                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6887                         .mm = mm,
6888                         .private = vma,
6889                 };
6890                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6891                         continue;
6892                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6893                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
6894                 if (ret)
6895                         /*
6896                          * means we have consumed all precharges and failed in
6897                          * doing additional charge. Just abandon here.
6898                          */
6899                         break;
6900         }
6901         up_read(&mm->mmap_sem);
6902 }
6903
6904 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
6905                                  struct cgroup_taskset *tset)
6906 {
6907         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6908         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
6909
6910         if (mm) {
6911                 if (mc.to)
6912                         mem_cgroup_move_charge(mm);
6913                 mmput(mm);
6914         }
6915         if (mc.to)
6916                 mem_cgroup_clear_mc();
6917 }
6918 #else   /* !CONFIG_MMU */
6919 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6920                                  struct cgroup_taskset *tset)
6921 {
6922         return 0;
6923 }
6924 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6925                                      struct cgroup_taskset *tset)
6926 {
6927 }
6928 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
6929                                  struct cgroup_taskset *tset)
6930 {
6931 }
6932 #endif
6933
6934 /*
6935  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
6936  * to verify sane_behavior flag on each mount attempt.
6937  */
6938 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
6939 {
6940         /*
6941          * use_hierarchy is forced with sane_behavior.  cgroup core
6942          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
6943          * on for the root memcg is enough.
6944          */
6945         if (cgroup_sane_behavior(root_css->cgroup))
6946                 mem_cgroup_from_css(root_css)->use_hierarchy = true;
6947 }
6948
6949 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
6950         .name = "memory",
6951         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
6952         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6953         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6954         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6955         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6956         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6957         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6958         .attach = mem_cgroup_move_task,
6959         .bind = mem_cgroup_bind,
6960         .base_cftypes = mem_cgroup_files,
6961         .early_init = 0,
6962         .use_id = 1,
6963 };
6964
6965 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6966 static int __init enable_swap_account(char *s)
6967 {
6968         if (!strcmp(s, "1"))
6969                 really_do_swap_account = 1;
6970         else if (!strcmp(s, "0"))
6971                 really_do_swap_account = 0;
6972         return 1;
6973 }
6974 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
6975
6976 static void __init memsw_file_init(void)
6977 {
6978         WARN_ON(cgroup_add_cftypes(&mem_cgroup_subsys, memsw_cgroup_files));
6979 }
6980
6981 static void __init enable_swap_cgroup(void)
6982 {
6983         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
6984                 do_swap_account = 1;
6985                 memsw_file_init();
6986         }
6987 }
6988
6989 #else
6990 static void __init enable_swap_cgroup(void)
6991 {
6992 }
6993 #endif
6994
6995 /*
6996  * subsys_initcall() for memory controller.
6997  *
6998  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
6999  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
7000  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
7001  * be initialized from here.
7002  */
7003 static int __init mem_cgroup_init(void)
7004 {
7005         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
7006         enable_swap_cgroup();
7007         mem_cgroup_soft_limit_tree_init();
7008         memcg_stock_init();
7009         return 0;
7010 }
7011 subsys_initcall(mem_cgroup_init);